智能導航輔助CT引導下肺部結節(jié)活檢的臨床應用

(福建醫(yī)科大學附屬第二醫(yī)院，福建 泉州 362000 1 影像科； 2 呼吸科)

隨著肺部CT檢查的增多，肺部結節(jié)的檢出率明顯增高，CT引導下經(jīng)皮肺穿刺術是一種簡單、方便、損傷小的定性診斷方法[1]。CT引導不能實時監(jiān)控，穿刺精度欠佳，同時有電離輻射，使其發(fā)展和應用受到了一定的影響，國內外學者嘗試了各種引導方式，如CT三維數(shù)字化導航[2]、電磁導航[3-4]、 激光導航[5]、三維超聲導航[6]等，但都有其不足。本研究使用了新型智能導航系統(tǒng)MAXIO進行肺結節(jié)經(jīng)皮穿刺活檢術，研究該導航系統(tǒng)引導穿刺的安全性及其可行性，并評價其穿刺的精度?，F(xiàn)將結果報告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

我院2015年12月—2016年12月擬接受肺結節(jié)經(jīng)皮穿刺活檢術的病人120例，其中智能導航輔助CT引導組(研究組)55例，男39例，女16例；年齡平均(60.7±13.1)歲；55個結節(jié)，結節(jié)大小平均為(2.0±0.6)cm；病灶中心距胸膜平均(3.2±1.4)cm。常規(guī)CT引導組(對照組)65例，男45例，女20例；年齡平均為(58.6±11.0)歲；共65個結節(jié)，結節(jié)大小(2.1±0.6)cm，病灶中心距離胸膜(3.5±1.1)cm。兩組病人年齡、性別、結節(jié)大小以及病灶中心與胸膜的距離差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。病人術前血小板計數(shù)、出凝血時間和凝血酶原時間均在正常范圍內。所有病人術前均行胸部CT增強掃描。

1.2 儀器與設備

新型智能導航系統(tǒng)MAXIO(Perfint Healthcare Pvt.Ltd，USA)是一個將CT掃描圖像經(jīng)智能導航系統(tǒng)處理設計后引導穿刺并由術者操控的立體定位機械輔助設備。此導航設備包括一個集成式計劃工作站、帶有持針器的機械導引臂、控制面板、連接器面板及底部對接裝置。集成式計劃工作站由平面顯示器及觸控板組成，主要顯示接收到的CT掃描獲得的DICOM格式圖像，并完成三維重建，術者在此工作站制定操作計劃及穿刺路徑，系統(tǒng)會計算出進針角度、深度及機械導引臂到達的位置。控制面板完成MAXIO的固定對接、控制機械導引臂的移動以及持針器的閉合與釋放。

掃描設備為GE公司Optima CT520 16排CT機?；顧z采用17G同軸針(GALLINI S.R.L，Italy)及18G半自動活檢槍(GALLINI S.R.L，Italy)。

1.3 活檢方法

1.3.1對照組穿刺方法 病人取仰臥位、俯臥位或側臥位，選取最佳穿刺部位及進針方向，根據(jù)CT機激光定位及定位柵欄確定穿刺點，于穿刺點徒手進針，穿刺過程中進行CT掃描觀察同軸針的方向及針尖位置，同軸針到達病灶內，拔出針芯，接半自動活檢槍取材。術后再次掃描觀察有無并發(fā)癥。穿刺點消毒，創(chuàng)可貼或無菌紗布保護創(chuàng)面。組織標本用體積分數(shù)0.10甲醛固定，送病理檢查。病人平臥休息4～6 h，止血、止咳預防性用藥，以減少術后并發(fā)癥的發(fā)生。

1.3.2研究組穿刺方法 病人均行CT掃描，層厚3 mm，層間距1 mm，X軸及Y軸均設定為0。初次掃描后將圖像以DICOM格式傳輸至MAXIO工作站，術者根據(jù)病灶情況選取最佳的穿刺進針點和靶點，輸入同軸針的長度。工作站可用2D和3D形式顯示模擬的穿刺路徑(圖1A)，計算出進針角度及深度，以及CT機床所需移動的位置。將CT機床移動至設定的位置，按下定位鍵，MAXIO機械臂能自動到達設定的位置。將導針夾固定于機械臂的終端持針器上，持穿刺針穿過導針夾中間的孔道，后推送穿刺針直至針柄緊貼導針夾，完成穿刺(圖1B)。釋放持針器回撤機械臂至原來位置，重復CT掃描核實穿刺針位置。若針尖偏離目前，則根據(jù)經(jīng)驗手動調整，直至穿刺成功。術后將計劃穿刺路徑與穿刺后圖像進行融合觀察精度偏差(圖1C)。

1.4 觀察指標

比較兩組穿刺時間(第一次掃描開始至穿刺成功結束所用的時間)、精度偏差(一次穿刺后針尖距離目標靶心的距離)、穿刺次數(shù)(每個結節(jié)穿刺成功所用的穿刺次數(shù))、掃描次數(shù)(每次結節(jié)穿刺過程中的掃描次數(shù))、劑量長度乘積(DLP，每個結節(jié)穿刺成功后所接受的電離輻射劑量)、并發(fā)癥(有無氣胸、出血等)。

2 結 果

120例病人均成功完成肺結節(jié)經(jīng)皮穿刺活檢術。研究組穿刺次數(shù)、掃描次數(shù)、穿刺時間、精度偏差、DLP均低于或短于對照組，差異有統(tǒng)計學意義(t=4.5～16.7，P<0.01)。研究組5例出現(xiàn)了氣胸，2例經(jīng)胸腔閉式引流后痊愈，3例經(jīng)抽氣后痊愈；4例出現(xiàn)痰中帶血，經(jīng)保守治療后痊愈。對照組6例出現(xiàn)氣胸，3例經(jīng)胸腔閉式引流后痊愈，3例經(jīng)抽氣后痊愈；4例出現(xiàn)痰中帶血，經(jīng)保守治療后痊愈；1例出現(xiàn)血胸經(jīng)止血等治療后恢復。兩組并發(fā)癥發(fā)生率比較，差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。見表1。

3 討 論

隨著介入影像學的發(fā)展，經(jīng)皮穿刺肺活檢已成為明確肺部病變性質的重要手段。1976年首次報道了CT導引下經(jīng)皮肺穿刺活檢術，比其他導向(如超聲、X線透視)更具有方便準確的優(yōu)點[7]。CT能清晰顯示病變的大小、位置以及與周圍結構的關系，已成為肺部病灶穿刺活檢的主要引導方式，但操作過程無法實時監(jiān)控，進針有一定的盲目性，對于部分病人需多次掃描并調整穿刺針的位置，既增加了并發(fā)癥發(fā)生的概率，又增加了病人的輻射劑量[8]。雖然有些學者采用透視CT下進行肺結節(jié)穿刺活檢術，但是病人照射的劑量并沒有明顯減少[9]。本研究對照組中直徑小、位置深的結節(jié)，穿刺的次數(shù)明顯增多。

表1 兩組相關指標比較

A：計劃穿刺路徑；B：穿刺后圖像；C：穿刺前后融合圖像。

智能輔助導航系統(tǒng)的主要優(yōu)勢在于精確制導，在三維空間制定操作方案，由機器人實現(xiàn)對穿刺角度及深度的控制，彌補三維空間意識的不足以及切換至二維CT圖像所致的手眼不一致，避免了常規(guī)導航相當大程度依賴于操作人員所致的誤差[10]。當一個病灶在最大橫斷面無法設計最佳穿刺路徑時，可通過選擇上、下肋骨間隙進行進針，有效避開骨骼、血管、心臟等重要組織器官。目前已有學者相繼開展智能導航輔助CT引導下肝臟射頻消融術[7,10]、肺惡性腫瘤放射性粒子植入術[11]、椎間關節(jié)穿刺術[12]等。本研究中，研究組穿刺時間、精度偏差、穿刺次數(shù)、掃描次數(shù)以及DLP等方面均明顯優(yōu)于對照組，與國內外其他學者的研究結果相一致[8,10-13]。智能輔助導航能夠提高穿刺精度，一方面減少穿刺次數(shù)，進一步縮短穿刺時間，另一方面減少掃描次數(shù)，DLP減低，病人接受輻射劑量減低。理論上穿刺時間減少以及穿刺次數(shù)減少，并發(fā)癥應該減低，但本研究中發(fā)現(xiàn)兩組無統(tǒng)計學意義，可能與活檢并發(fā)癥少、術者操作MAXIO熟練程度以及術者肺活檢的熟練程度有關。

雖然智能導航輔助系統(tǒng)能精準引導，但是在本研究組中有3例肺結節(jié)通過5次調整穿刺針才獲取滿意標本，可能與病人的固定以及術前呼吸訓練有關，故不能完全依賴于導航輔助系統(tǒng)。本研究使用的MAXIO不足之處在于，導航系統(tǒng)需固定在CT機床的一側，影響術者的操作空間；其次MAXIO機器臂的穿刺角度不能大于60°，病人穿刺前需調整好體位，此可能影響病人舒適感；再次對于多發(fā)病灶，部分病灶可能會超出將MAXIO機器臂到達范圍，需要MAXIO移到對側，影響操作進程。本研究觀察的例數(shù)較少，同時MAXIO僅用于肺結節(jié)穿刺活檢術，尚需將MAXIO運用于多器官惡性腫瘤的放射性粒子植入、射頻消融等其他方面，以便更全面地評價MAXIO的應用價值。

總之，應用智能輔助系統(tǒng)能夠減少CT引導下經(jīng)皮肺穿刺活檢術的穿刺次數(shù)、減少掃描次數(shù)、縮短穿刺時間、提高穿刺的準確性、減低病人接受輻射的劑量，操作簡便，值得推廣。

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