3 D打印共面模板輔助CT引導下經皮肺穿刺活檢技術的臨床應用△

吉喆，郭福新，姜玉良，彭冉，徐飛，孫海濤，范京紅，李衛燕，王俊杰

北京大學第三醫院腫瘤放療科，北京1001910

CT引導下經皮肺穿刺活檢術可以直接獲取病變組織標本，具有操作簡便、創傷小和費用低的優點，是肺部病變診斷和鑒別診斷的重要手段[1]。目前臨床應用最廣泛的方法是單純以CT圖像引導進行徒手穿刺活檢，其方法比較粗糙，雖然可以達到預期目的，但是術中需要多次CT掃描和調整活檢針的位置，增加了患者受到的輻射量和氣胸、出血等穿刺并發癥的發生風險[2]，因此需要一種定位精準、操作安全和效率更高的引導方法。北京大學第三醫院腫瘤放療科自2016年以來開展了3D打印共面模板（3D printing coplanar template，3DPCT）輔助CT引導下經皮肺穿刺活檢技術，臨床應用效果良好。現將臨床應用情況、操作流程和技術特點總結如下，為規范化肺病變穿刺操作提供參考。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2017年1—11月于北京大學第三醫院行3DPCT輔助CT引導下經皮肺穿刺活檢術的24例患者。納入標準：①初診或有腫瘤病史的患者，需要進一步明確其肺占位性病變的性質；②有合適的穿刺路徑；③無嚴重的合并癥，可以耐受穿刺術。排除標準：①患者的一般情況差，無法耐受穿刺；②活動性感染（體溫＞38.5℃，病灶周圍的感染性炎性反應沒有得到很好的控制或擬穿刺部位皮膚存在感染）；③凝血功能異常；④有出血性疾病等。24例患者中，男13例，女11例；年齡為19～82歲，中位年齡為60歲；病灶直徑為0.6～4.2 cm，中位直徑為2.0 cm，詳見表1。

表1 24例患者的臨床特征

1.2 設備

本研究所用的設備主要包括3DPCT、三軸直角坐標系導航支架、角度測量儀、負壓體位固定墊、16排螺旋CT掃描機和18 G同軸切割活檢針。

1.3 操作流程

第1次CT掃描驗證預穿刺位置，層厚為3～5 mm，清晰顯示病灶。結合患者體位，一般選擇病灶的最大截面且附近無肋骨阻擋的CT層面確定預穿刺點，設計穿刺路徑，以安全、有效為原則，記錄穿刺的角度和深度。借助定位激光線，將CT所示的穿刺點坐標還原投射于患者體表，做十字標記。于病灶同側安裝三軸坐標導航支架，連接角度測量儀，將無菌3DPCT安裝于導航支架上，調節支架旋鈕對位模板坐標中心至患者體表穿刺標記，使模板坐標線（X、Y軸）、患者體表定位十字線和激光定位線三線重合，參考角度測量儀，將模板調整至預穿刺傾角。于模板坐標中心插入第1根固定針作為參考針。

第2次CT掃描驗證模板和參考針位置，判斷模板、參考針和腫瘤或臨近參考結構的位置關系與預穿刺方案是否一致。若存在偏差，調整進針位置或模板位置，可能需要再次CT掃描驗證。模板位置準確后，在穿刺點（盡量選擇模板坐標原點）周圍約1 cm范圍內插入2根固定針，固定針穿刺深度為病灶遠端深度或病灶附近平病灶遠端深度。

第3次CT掃描驗證固定針位置。若存在偏差，必要時進行實時微調，可能需要再次CT掃描驗證；同時參考固定針所在位置，結合模板坐標，校正活檢針相對位置，將同軸活檢針穿刺于病灶近端深度。

第4次CT掃描驗證活檢針位置。若存在偏差，進行實時微調，可能需要再次CT掃描驗證。活檢針位置準確后，以活檢槍活檢1～2次，若標本取材不滿意，重復活檢。將取得的材料裝入福爾馬林固定液瓶，送病理科檢查。

第5次CT掃描觀察手術并發癥如氣胸、出血等的發生情況。若穿刺后患者胸腔存在游離氣體，判定為穿刺后氣胸；若穿刺后患者出現肺內出血，呈磨玻璃密度影或高密度滲出影，或存在游離液體，判定為穿刺后出血。必要時給予對癥治療。術畢妥善包扎穿刺部位，平車護送患者返回病房，嚴密觀察6 h。

1.4 數據采集

記錄患者相關信息，如操作時間（從第1次CT掃描開始至活檢完成后末次CT掃描結束）、活檢針調整次數、CT掃描次數、病理學檢查結果和并發癥的發生情況。

2 結果

2.1 操作參數

24例患者順利完成穿刺操作，均采用2根固定針，15例（62.50%）取材1次，9例（37.50%）取材2次。17例（70.83%）操作時間＜30 min，7例（29.17%）操作時間≥30 min，平均操作時間為（26.45±5.73）min。21例（87.50%）活檢針1次到位，3例（12.50%）調整1次，平均活檢針調整（0.13±0.34）次。19例（79.17%）掃描5次，4例（16.67%）掃描6次，1例（4.17%）掃描7次，平均CT掃描（5.25±0.53）次；4例CT掃描6次的患者中，2例為驗證模板位置而進行了調整，另2例為驗證活檢針位置而進行了調整，故各增加了1次CT掃描；1例掃描7次的患者，為驗證模板和活檢針位置而進行了調整，故增加了2次CT掃描。

2.2 病理學檢查結果

24例肺病變組織中，4例（16.67%）無病變，為陰性，其中1例（4.17%）肺泡內可見紅細胞，3例（12.50%）取材不滿意，建議重新取材；20例（83.33%）為陽性，其中4例（16.67%）肺轉移癌分別為肝細胞癌、腎透明細胞癌、黑色素瘤和宮頸鱗癌；3例（12.50%）非惡性腫瘤分別為不典型增生2例（8.33%）和炎性反應1例（4.17%）。（表2）

表2 24例患者肺病變穿刺活檢的病理學檢查結果

2.3 并發癥的發生情況

24例患者中，18例（75.00%）出現針道出血；4例（16.67%）出現氣胸，其中1例（4.17%）需要進行胸腔閉式引流；3例（12.50%）出現術后咯血，所有發生并發癥的患者經對癥治療后皆痊愈。（表3）

表3 24例肺病變穿刺活檢患者的并發癥發生情況

3 討論

3.1 3DPCT輔助CT引導下穿刺技術的優點

肺病變穿刺活檢術屬于創傷性診斷技術，存在相應的并發癥。如果穿刺過程中操作不恰當或重復穿刺，容易發生氣胸和大咯血等嚴重的并發癥。以往臨床實踐中，一般通過定位格柵標記穿刺點，進行肺內病變的徒手穿刺。這種方法受術者的技術水平等因素影響，穿刺角度難以準確把握，誤差大，活檢針穩定性差，一次操作成功率低[3]。患者往往需要多次CT掃描，術者往返CT室和操作間，增加了患者受輻射的劑量，延長了操作時間，增加了并發癥的發生風險。而采用3DPCT輔助CT引導下穿刺技術，可以有效地減少人為操作和患者個體差異帶來的影響。分析其原理發現，該技術較好地解決了術者徒手操作中最難控制的3個關鍵因素——進針角度的準確、進針路徑的管控和呼吸運動的影響[4]。

3.1.1 進針角度準確該穿刺引導系統借鑒于中國學者發明的放射性粒子植入裝置[5]，包括3個部分——3DPCT本體、三軸坐標導航支架和電子傾角測量儀。三軸直角坐標系導航支架用于調節和固定模板的位置，共有4個關節，每個關節可以從各個方向調節，支架上可以連接電子傾角測量儀，實時監測模板的角度。進行模板對位時，僅需參考激光線和傾角儀，將模板擺位至預穿刺的位置和角度即可，其后僅需將關節鎖死，便可準確還原預穿刺的角度。

3.1.2 進針路徑管控合理3DPCT的總厚度為2.0 cm，其引導孔內徑與活檢針直徑完美匹配（直徑約為0.13 cm），在保證進針順暢的同時，保證了模板持針和引導的穩定性，活檢針經模板引導孔插入，進針路徑被完全限制，真正實現了沿模板導向的無偏差進針。

3.1.3 呼吸運動影響小采用固定針方法，可以有效地降低呼吸運動的干擾，其作用有兩個方面：一是可以對病灶或其周圍的肺組織進行固定，縮小病變與模板的相對位移；二是可以參考固定針的位置，矯正活檢針的位置。而活檢用3DPCT打孔間距為0.3 cm，即模板表面有密集的針道排布，若目標病灶發生移動，需要更換活檢針道，可以參照各相對位置（模板、病灶、固定針），迅速地找到合適的針道。

3.2 技術參數與臨床應用效果

按照3DPCT輔助CT引導下穿刺技術的操作流程，理論上穿刺全過程需要進行5次CT掃描，除首次定位病變部位和末次觀察并發癥發生情況外，術中僅需進行3次CT掃描，分別用于驗證模板、固定針和活檢針的位置。本研究結果同樣提示，大部分的患者（79.17%）可以在5次CT掃描內完成操作，CT掃描次數增加的原因包括驗證模板和活檢針的位置。由此可見，在驗證固定針位置階段很少需要調整，因為固定針的主要作用是固定病灶或周圍肺組織，對位置的要求不嚴格。而真正的活檢針調整，僅有3例（12.50%），且均僅調整了1次，其他病例均1次穿刺到位，而既往文獻中徒手穿刺調整活檢針的次數為4～6次[6-7]，因此應用3DPCT輔助CT引導下穿刺技術，明顯地減少了肺內調整活檢針的次數。本研究中平均操作時間為（26.45±5.73）min，平均CT掃描次數為（5.23±0.53）次，而既往文獻中徒手穿刺的平均時間為（15.10±2.40）～（38.20±1.80）min[6-8]，CT 掃描 6 次[6]，在總體操作時間和CT掃描次數上，本項技術沒有明顯優勢。考慮其原因，操作流程有驗證模板和固定針位置的步驟，增加了CT掃描的次數和操作時間，并且有安裝和調試模板的步驟，增加了操作時間；然而肺內調整活檢針以及進針后CT掃描次數卻大幅度減少，提示本項技術對操作效率的增加和安全性的提高主要體現在肺內穿刺階段。

本研究中惡性腫瘤的診斷率為70.83%，略高于文獻報道的10%～68%[9]，考慮其原因如下：①大部分的病例（58.33%）為腫瘤患者復診，這些復診病例中惡性腫瘤的診斷率高達78.57%；②大部分的患者（62.50%）病灶直徑≥1.5 cm，診斷上已屬高危[10]。

CT引導下經皮肺穿刺活檢術最常見的并發癥是氣胸，發生率為5%～64%，而需要進行置管引流的大量氣胸的發生率為2%～21%[11-12]；同時，肺部有非常豐富的血供，穿刺過程中難以避免對肺部血管的損傷[13]，文獻報道的穿刺后肺出血的發生率為26%～33%[11,13]，咯血的發生率為 1.2%～5.0%[14]。本研究的數據顯示，氣胸的發生率為16.67%（其中氣胸面積＞30%的發生率為4.17%），與既往文獻報道相比[11-14]，處于較低水平；咯血與針道出血的發生率較高，分別為12.50%和75.00%，考慮與增加了定位針有關，但程度輕，患者可以很快恢復。本研究中嚴重并發癥的總體發生率較低，考慮與上述肺內調整活檢針以及進針后CT掃描次數的減少有關。

3.3 不足

本研究旨在借助臨床3DPCT輔助CT引導下經皮肺穿刺活檢技術的應用，歸納和梳理該項技術的操作流程和特點，發現許多不足之處：①病例數量較少，數據僅為初期研究提供參考，尚需更多的樣本量進行驗證；②因穿刺活檢技術開展時間短，未設置徒手穿刺對照組，僅與既往文獻的數據進行比較；③僅做了單純的描述性統計，未分析與穿刺成功率、病理學檢查結果、并發癥發生可能相關的因素，如病灶的大小及位置、進針深度、調針次數和肺功能狀況等，這些需要后續研究進一步充實。

4 小結

3DPCT輔助CT引導下經皮肺穿刺活檢技術，使肺穿刺活檢操作流程化、步驟化，為穿刺操作的規范化和可重復化提供了有利的工具。應用該項技術，可以在不增加操作時間和CT掃描次數的前提下，增加穿刺的準確率，減少肺內調針次數，是CT介入領域的一大進步。熟練、規范的操作可以進一步提高肺穿刺的準確率和安全性，有較高的臨床應用價值。

[1]Yamagami T,Iida S,Kato T,et al.Combining fine-needle aspiration and core biopsy under CT fluoroscopy guidance:a better way to treat patients with lung nodules?[J].AJR Am J Roentgenol,2003,180(3):811-815.

[2]李杰,李宇,王先國.CT精確引導三維立體全身穿刺定位裝置的臨床應用研究[J].中國醫學創新,2014,54(25):4-7.

[3]原凌燕,錢建新,顧小強,等.穿刺架在CT定位腫瘤多靶點穿刺中的應用[J].放射學實踐,2013,28(6):682-684.

[4]袁永豐,曾亮.自制角度定位器在CT引導下經皮肺穿刺活檢中的應用價值[J].中外醫療,2014(24):192-193;196.

[5]韓明勇,霍彬,張穎,等.CT聯合模板引導放射性粒子植入治療肺癌技術流程[J].山東大學學報(醫學版),2017,55(2):14-20.

[6]郝偉遠,陳玉堂,邵國良.IG4電磁導航系統輔助CT引導下肺結節穿刺活檢術的臨床應用[J].介入放射學雜志,2016,25(8):682-685.

[7]黃冰,過建國,嚴敏,等.CT定位穿刺引導器臨床應用的效果[J].中華麻醉學雜志,2012,32(9):1094-1095.

[8]張益紅,李永杰,于秋鳳.自制CT導引器引導針定位法對孤立肺結節穿刺活檢的應用研究[J].中華全科醫師雜志,2011,10(10):744-746.

[9]Ost D,Fein A.Evaluation and management of the solitary pulmonary nodule[J].Am J Respir Crit Care Med,2000,162(3 Pt 1):782-787.

[10]周清華,范亞光,王穎,等.中國肺部結節分類、診斷與治療指南（2016年版）[J].中國肺癌雜志,2016,19(12):793-798.

[11]Yeow KM,See LC,Lui KW,et al.Risk factors for pneumothorax and bleeding after CT-guided percutaneous coaxial cutting needle biopsy of lung lesions[J].J Vasc Interv Radiol,2001,12(11):1305-1312.

[12]Yildirim E,Kirbas I,Harman A,et al.CT-guided cutting needle lung biopsy using modified coaxial technique:factors effecting risk of complications[J].Eur J Radiol,2009,70(1):57-60.

[13]Lucidarme O,Howarth N,Finet JF,et al.Intrapulmonary lesions:percutaneous automated biopsy with a detachable,18-gauge,coaxial cutting needle[J].Radiology,1998,207(3):759-765.

[14]Manhire A,Charig M,Clelland C,et al.Guidelines for radiologically guided lung biopsy[J].Thorax,2003,58(11):920-936.