X射線引導下定位穿刺裝置的研制*

X射線引導下定位穿刺裝置的研制*

鄭廣鷹①②*張峻芳③陳斌④念其進④王曉明④譚婕④

目的：研制一種X射線實時引導下的定位穿刺裝置，以實現準確定位穿刺。方法：基于X射線光子直線傳播特性以及“三點成一線”的瞄準原理，研制一種X射線引導下定位穿刺裝置，由瞄準管、瞄準架、萬向鉸鏈、固定夾及穿刺針組成，使用中調整瞄準管姿勢，使其遠、近兩端與目標在X射線顯示屏上實現三重疊時該管管腔即形成一瞄準通道，經由該穩固后的通道進行穿刺，即可達成便捷和準確的定位穿刺目的。結果：經對30例患者手術驗證，使用該裝置5 min內一次性穿刺到位成功率高達95.8%。結論：X射線引導下定位穿刺裝置可極大提高定位穿刺的精確度和成功率，可有效解決X射線透視下定位穿刺耗時、費力而又欠準確的難題。

X射線引導；瞄準；穿刺；定位裝置

[First-author’s address] 1.Department of Radiology, Chinese Medicine Hospital of Fuzhou, Fuzhou 350001, China. 2.Department of Radiology, Fuzhou Economic and Technological Development District Hospital, Fuzhou 350001, China.

在醫院的臨床工作中，常需在X射線透視下對體內特定部位進行穿刺，以便將藥物注入該特定部位或進行微創手術，從而達到治療的目的。但目前此種X射線引導下的穿刺操作常耗時、費力且欠準確，不僅影響了療效還使醫、患雙方增加受照輻射劑量。為此，本研究設計研制一種便于臨床醫師操作且能提高穿刺效率的裝置，以達到準確定位穿刺的目的。

1 X射線引導穿刺的原理

X射線具有直線傳播的特性，經由X射線球管發出的X射線是由直線傳播的X射線光子組成，利用這一特性，可以將X射線作為定位穿刺瞄準基線，加上“三點成一線”的瞄準原理，進行X射線透視引導下準確的定位穿刺[1]。

在經多種方法試驗后發現，只要使用一根細長穿刺針，當其“針頭-針尾-目標”三點在X射線顯示屏上重疊時，在保持此種重疊的狀態下將穿刺針穿入，即可達成準確穿刺目標的目的[2]。然而，由于手工穿刺的穩定性不足，在實際操控穿刺過程中常常出現偏離“三點一線”的現像，而難以達成便捷的定位穿刺目的，因此需借助一種瞄準裝置來完成瞄準與穿刺路經的穩固。為此，本研究通過大量試制，研制出定位穿刺裝置，從而達到便捷、準確及穩定的穿刺效果。

2 定位穿刺裝置的結構

X射線實時引導下的定位穿刺裝置由瞄準管、瞄準架、萬向鉸鏈、固定夾及穿刺針構成，如圖1所示。

圖1 定位穿刺裝置結構圖

瞄準管為一細長的金屬鞘管；瞄準架為一方形鋁合金框架，其中每邊中央各設有直徑為1～3 mm的圓孔，用于安放瞄準管，另一邊設一孔道與萬向鉸鏈連接。萬向鉸鏈的一端通過一連接體連接瞄準架，另一端連接固定夾，固定夾可根據需要固定在X射線手術床所需的位置。X射線引導定位穿刺裝置借助固定夾與手術床連接，其連接方式如圖2所示。

圖2 定位穿刺裝置與手術床連接示意圖

3 定位穿刺裝置的使用方法

3.1確定穿刺姿勢

在透視狀態下獲取穿刺目標的體表投影并做體表標示。將裝置置于X射線束下，用穿上套管針的瞄準管于X射線束內進行瞄準操作，當顯示屏顯示套管針遠端和近端與穿刺目標重疊，即“三點成一線”時，裝置姿態即為穿刺所需的姿勢。

3.2固定裝置穿刺姿勢

在確定裝置穿刺姿勢下，將本裝置的固定夾按圖2所示與X光手術床固定后再次調整瞄準架，觀測到瞄準管遠端和近端與穿刺目標重疊瞄準后，擰緊萬向鉸鏈的手擰，以保持瞄準管的穩定瞄準狀態。

3.3瞄準順勢穿刺

用與瞄準管內徑同樣大小的套管穿刺針穿入瞄準管，順勢將該穿刺針穿入特定部位。

3.4監控穿刺深度

穿刺時將X射線球管轉至水平位或斜位，即可實時觀測穿刺針頭與穿刺目標的距離，可對整個穿刺針進針過程實施監控，當針頭到達目標時，退出針芯，連接注射器或射頻針，注入藥物或射頻后，拔出套管針，即完成本次穿刺治療。

4 定位穿刺裝置的臨床應用與驗證

本研究于2013年2月至2014年6月，選取30例在福州市中醫院診治的腰椎間盤突出癥患者，實施硬膜外膠原酶溶解術：先采用常規法[2]進行穿刺，如果5 min后無法成功到位，改用定位穿刺裝置進行瞄準穿刺。

(1)操作步驟。①在無菌間內，患者側臥于X光手術床上，常規消毒鋪巾后，先采用常規法，在C臂手術X射線機下，將球管和影像增強器轉至大約與水平呈45°方向；②距患處腰椎棘突旁開8～10 cm處，用介入穿刺針(21 g，日本長野八光株式會社生產)，取其與水平大約成45°方向；在透視下，采用常規法進行穿刺，當針頭、針尾和椎間孔下1/3(目標)在X射線顯示屏上重疊時，保持此種重疊狀態，向患處椎間孔下1/3安全區處進針；③進針過程中，轉動X射線球管至水平或斜位進行透視，以監控穿刺進度與深度，直至針頭到達椎間孔下1/3安全區處，然后緩慢注入造影劑歐乃派克(300 mg／ml)0.5～1 ml，如硬膜外腔造影X射線影像[3]特征性顯影，即可證實穿刺針頭已到達椎間孔下1/3安全區硬膜外腔處(如圖3所示)。

圖3 硬膜外造影X射線影像圖

為確保穿刺針頭在操作中未誤入蛛網膜下腔或傷及蛛網膜，還需進行脊麻試驗：即往硬膜外腔注入1%利多卡因3 ml，觀察5～10 min，如末出現下肢廣泛麻木、肌力減退等脊髓麻醉現像，則表明穿刺針頭未傷及或誤入蛛網膜下腔，此時才可緩緩注入溶于5 ml生理鹽水的膠原酶1200 U，進行溶解椎間盤突出物的治療。若5 min內無法穿刺到椎間孔安全區，改用定位穿刺裝置與方法進行瞄準椎間孔安全區穿刺。

(2)穿刺結果。在30例患者中，6例患者采用常規法5 min內成功穿刺到位，其余24例患者5 min內均未穿刺到位而改用定位穿刺裝置進行瞄準穿刺，5 min內23例患者均一次成功穿刺到位，其中多數在2～3 min內完成穿刺；1例患者因操作中裝置松動而重新瞄準后成功穿刺到位，用時＞10 min。使用定位穿刺裝置穿刺5 min其成功率為95.8%，表明該裝置穿刺簡單、實用且有效。

5 定位穿刺裝置的臨床應用效果

將常規法和儀器法分別用于上述的治療，以是否出現硬膜外造影X射線影像特征作為穿刺成功的標準，記錄5 min內兩種穿刺法穿刺到位的次數和成功率，其結果顯示，常規法穿刺5 min成功率為20%，定位法穿刺裝置5 min內成功率為95.8%，兩種穿刺法均無并發癥發生。

6 討論

采用X射線機在透視下進行準確、便捷的定位穿刺，始終是放射學界探討的熱門話題，為此也研制了各種各樣的儀器和器械來解決這一問題。以體內金屬異物的X射線空間定位為例，目前放射界使用方法包括X射線模擬定位儀[4]、X射線三維異物坐標定位器[5]、體表金屬針定位[6]以及X射線數字異物定位系統[7]等，這些方法都是以空間三維為基礎，進行體內特定部位或異物的空間定位，其本質是利用X射線錐形束與金屬異物和儀器的空間關系來定位，但由于不是利用X射線直線傳播特性來瞄準定位，而是利用粗大的X射線錐形束來定位，故精確性欠佳，且反復多次調整操作才能成功穿刺到位。而定位穿刺裝置利用X射線的直線傳播特性作為定位瞄準基準線進行穿刺，由于該基準線天然存在，使用本裝置應用經由這根瞄準基準線形成的穩固瞄準管通道，可以方便的在X射線透視引導下對特定目標部位進行準確的穿刺，堪稱一槍中標的“X射線瞄準槍”。然而，若要定位準確則需掌握其便用方法，熟練使用技巧，在熟練使用的前題下，才可極大提高穿刺的準確性，盡可能在最短的時間內完成手術，從而也大輻降低X射線輻射劑量，達到造福醫患雙方的目的。本裝置仍有很大的改進空間，隨著臨床實踐的不斷深入，“X射線瞄準槍”必將得到不斷的改善，進而使得X射線引導的穿刺更加精準，使用更加便捷，適用性更加廣泛。

定位穿刺裝置可用于C臂引導經皮空心螺釘內固定治療[8]、C臂引導下經卵圓孔半月節射頻治療[9]、X射線透視引導下注射膠原酶治療頸椎間盤突出癥[10]、激光介入椎間盤減壓術治療腰椎間盤突出癥中的X射線導向[11]以及腎盂結石的X射線定位穿刺治療[12]；同時還可應用于X射線透視下肺部定位穿刺活檢[13]、骨腫瘤穿刺活檢的X射線導向[14]；甚致還可配合摘除器或異物鉗使用實現快速摘取金屬異物[15]；在射頻治療脊柱小關節綜合征時X射線準確引導也可以有實際的應用[16]。該裝置經材質改性后，甚至可用于磁共振成像和CT引導穿刺等的操作治療[17]。

綜上所述，定位穿刺裝置適用于所有需要精準X射線引導的穿刺領域，可用于X射線透視下的定位穿刺治療，以及直接瞄準穿刺部位進行穿刺，極大提高了穿刺的精確度和成功率，可有效解決X射線透視下定位穿刺耗時、費力而又欠準確的難題，值得在臨床推廣使用。

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Research and development of a X-ray-guided puncture positioning device

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ZHENG Guangying, ZHANG Jun-fang, CHEN Bin, et al//China Medical Equipment,2017,14(1):5-7.

Objective: To develop a puncture positioning device is guided by X-ray in real time in order to accurately puncture positioning. Methods: The device consists of a sight tube inserted in a holder, a fixation universal joint, a fixation clamp and a puncture needle, and it has been developed based on the “three-point line” marksmanship principle and the characteristic that the photons of X-ray straight forward propagate. In use, the aiming at channel can be formed when the object achieves three overlaps with far and near ends of sight tube on X-ray machine screen by adjusting sight tube position. Used this fixation device, a puncture needle could be more conveniently and accurately inserted into the tube and achieve puncture positioning. Results: Using this device, the successful rate of first puncture positioning of 30 patients reaches up to 95.8% when the operation time for every patient is limited in the first 5 minutes. Conclusion: This device can greatly increase the success rate and precision of puncture positioning. At the same time, it also efficiently resolve series problems of X-ray-perspective puncture positioning, such as less efficient, less accuracy and high cost.

X-ray guided; Target; Puncture; Positioning device

10.3969/J.ISSN.1672-8270.2017.01.002

1672-8270(2017)01-0005-03

R197.39

A

2016-03-16

福州市科技計劃(2013-S-126-3)“X線透視引導定向測量定位穿刺裝置的研制”

①福州市中醫院放射科 福建 福州 350001

②福州經濟技術開發區醫院放射科 福建 福州 350001

③福州市中醫院 福建 福州 350001

④福州市中醫院骨科 福建 福州 350001

*通訊作者：eagler1@189.cn

鄭廣鷹,男,(1962- ),本科學歷，主任醫師。福州市中醫院放射科、福州經濟技術開發區醫院放射科，研究方向：X射線空間定位。