低劑量CT引導下肺小結節穿刺活檢術的臨床應用

李小華，戰躍福，談 順，陳建強 (.中南大學湘雅海口醫院，海南 海口 570208;2. 海南醫學院第一附屬醫院，海南 海口 570208)

隨著居民健康意識的提高及低劑量胸部CT篩查在臨床中的廣泛應用，孤立性肺小結節(SPN，solitary pulmonary nodules)的檢出率明顯增加，據報道50歲以上長期吸煙者的檢出率高達8%～51%[1]，隨著SPN患者的增多對其合理的診治措施制定成為當今醫學界的重點和難點。SPN一般無典型的影像學特征及臨床表現，特別是一些靠近胸膜的小結節，痰脫落細胞學檢查及纖維支氣管鏡檢查陽性率往往很低，對結節的定性診斷價值有限[2]。CT引導下經皮肺穿刺活檢術[Computed tomography(CT)-guided percutaneous transthoraciccore needle biopsy ，PTNB]作為一種微創性檢查技術，由于其陽性率高、創傷小、費用低等優勢已成為目前診治SPN的首選方法[3-6]。但是PTNB整個過程通常需要經過多次掃描來確定和調整穿刺的位置及深度，致使患者在短時間所受有效輻射劑量十分大，因此PTNB的輻射暴露越來越得到關注。近年來低劑量CT技術不僅在肺部體檢篩查中[7]，也廣泛應用在PTNB手術中來降低患者的輻射劑量。然而低劑量CT技術會導致病灶邊緣硬化效應及圖像密度分辨率降低等缺陷，因此對于直徑<30 mm的SPN行低劑量CT引導下PTNB術的可行性目前尚缺乏大宗數據報道。為此，本研究采用同時降低管電壓和管電流的情況下達到降低輻射量的目的，評估其對SPN穿刺的成功率、診斷準確性、并發癥發生率和輻射劑量。

1 資料與方法

1.1研究對象：選取2010年～2016年在我院行SPN穿刺患者709例的實施由我院醫學倫理委員會批準，患者術前皆簽署知情同意書，包括告知輻射劑量、操作風險等信息。所有患者需滿足以下條件：①單個球形或橢圓形結節直徑≤3 cm，周圍完全被充氣的肺組織包圍，并無相關的肺不張、肺門增大或胸膜腔積液；②穿刺具備有效的進針路徑：術前操作者根據已知的影像學檢查評估穿刺路徑，避免肺大皰、明顯肺氣腫、近端較粗大肺血管、氣道等情況；③評估患者凝血功能、心肺功能和身體狀況是否能夠耐受。

1.2成像參數：CT機(GE Light Speed 64層螺旋CT機)：按CT成像參數分為常規劑量組(Ⅰ組：120 kVp，100 mAs)286例與低劑量組(Ⅱ組：100 kVp，50 mAs)423例，5 mm層厚，5 mm間距，螺距1.5，床速15 mm/s，標準算法重建，窗寬2 000～2 500 HU、窗位-300～-500 HU。

1.3操作方案：所有穿刺術皆由具有3年以上工作經驗的副主任醫師及一名助手(主治醫師)操作完成，根據病灶所在的位置，患者選擇仰臥、俯臥或側臥位，囑患者采取舒服姿勢并保持固定、平靜呼吸。在體表適當部位放置定位標尺，CT掃描后通過測量確定最佳穿刺點、進針方向、角度以及預計穿刺的深度，并用記號筆標記好穿刺點。以穿刺點為中心，常規消毒鋪巾，2%利多卡因局部浸潤麻醉至胸膜，穿刺時囑患者吸氣后屏住呼吸，快速進針穿過胸膜至肺內病灶邊緣，通過調整并測量進針的深度，進一步穿刺至病灶中心；上下鄰近層面小范圍薄層螺旋掃描以確定針尖在病灶內。采用美國巴德全自動活檢槍，18G穿刺針在屏氣狀態下擊發自動活檢針，獲取組織標本后快速拔出穿刺針，為避免組織標本與血液發生凝固迅速利用無菌注射針將標本放入10%中性福爾馬林固定液中固定，取組織2條(1.5 cm)送病理檢查。取材結束后行CT掃描了解是否存在氣胸及出血等其他并發癥情況，并做好相關記錄，同時將穿刺所得標本送病理科做組織學和細胞學檢查。術后囑患者平臥休息避免劇烈咳嗽，如有胸悶、咯血等不適立即告知管床醫師，必要時對癥處理。在整個手術過程中使用鉛圍脖、鉛圍裙等措施對患者重要部位進行放射防護。

1.4數據處理:統計患者的年齡、性別，記錄靶病灶的大小、部位、進針距離(胸膜沿針道達到病灶的深度)、病灶性質和患者的體位，進針次數和組織標本數量以及術后并發癥(記錄術后2 d隨訪記錄和術后CT表現)，通過最終CT掃描或隨訪X線片評估氣胸的發展。根據患者的癥狀和病歷，記錄咯血、空氣栓塞等并發癥。操作時間指進行皮下局部麻醉開始至最終CT掃描的時間間隔，輻射劑量和平均劑量長度乘積(DLP)由劑量報告中的數值得到，有效劑量通過DLP和轉化因子進行計算。

穿刺成功為CT掃描顯示針尖位于靶病灶內，病理診斷為典型惡性腫瘤定義為真陽性，特異性良性病理診斷如錯構瘤或肺結核定義為真陰性。另外，非特異性的良性病變如慢性炎性病變或非腫瘤樣病變，隨訪影像顯示直徑減少20%或2年以上大小沒有改變為真陰性；如不符合上述為不確定標準；病理診斷為非特異性良性病變如手術病理或重復活檢確診為惡性則被認為是假陰性。技術故障和不確定結果排除。

敏感性=(惡性病變的數目-假陰性病變的數目)/惡性病變的數目×100%；特異性=(良性病變的數目-假陽性病變數目)/良性病變數目×100%；診斷準確率=(總病變數目-假陰性或假陽性病灶數目)/總病變數目×100%。

2 結果

2.1兩組患者的一般特征比較:Ⅰ組、Ⅱ組患者穿刺成功率分別為98.6%(282/286)和97.6%(413/423)；兩組患者術后失敗的原因包括不受控制的呼吸9例、術中氣胸的發生3例、穿刺針定位失敗2例。兩組在年齡、性別、結節大小以及病灶位置上差異無統計學意義(P>0.05)。見表1。

2.2兩組患者診斷準確率:在常規劑量組282例患者成功行CT引導下肺穿刺活檢術，診斷惡性病變188例，良性病變80例，其中特異性良性病理診斷44例，非特異性的良性病變36例，其余8例為不確定結節(4.6%)，除188例惡性結節外6例為假陰性。常規劑量組惡性病變的敏感性、特異性和準確性分別為96.9%(188/194)、100.0%(80/80)、97.8%(276/282)。

在低劑量組中，診斷惡性病變308例，良性病變84例，包括特異性良性病理診斷40例，非特異性的良性病變44例，其余9例為不確定結節(4.6%)，除308例惡性結節外12例為假陰性。低劑量組診斷惡性病變的敏感性、特異性和準確性分別為96.2%(308/320)、85.7%100%(84/84)、97.1%(401/413)。

兩組之間診斷準確率差異無統計學意義(P>0.05)。見表2。

表1 兩組患者120 kVp和100 kVpCT引導下經皮肺小結節穿刺活檢的一般特征

表2 兩組患者肺部結節的診斷準確率

2.3兩組患者并發癥發生率比較:常規組和低劑量組患者氣胸發生率分別為18.1%和19.8%，咯血發生率分別為2.5%和2.7%。兩組間差異無統計學意義(P>0.05)。見表3。

表3 兩組患者相關并發癥發生率比較[例(%)]

2.4兩組患者輻射劑量比較:Ⅰ組DLP的平均值和有效輻射劑量分別為(89.4±110.1)mGy·cm和(1.5±1.9)mSv，Ⅱ組分別為(39.5±20.1)mGy·cm和(0.7±0.3)mSv；Ⅱ組的平均DLP和有效輻射劑量顯著低于Ⅰ組，差異均有統計學意義(P<0.05)。

3 討論

SPN的定義是指肺內單個、球形或橢圓形陰影，直徑≤3 cm、周圍完全被充氣的肺所包圍的肺部孤立的小結節病變，并無相關的肺不張、肺門增大或胸膜腔積液，SPN的早期診斷對選擇治療方案及預后有重要的臨床意義。對于惡性病變，早期診斷和早期精準治療能夠大大改善患者的預后，提高患者的5年生存率，對于良性病變能夠通過避免不必要的手術切除，減輕患者的心理負擔和經濟負擔，可見對肺小結節的定性工作是目前臨床面臨的主要問題。PTNB對SPN的性質進行鑒別十分有效[8-10]，但PTNB需要反復多次掃描來確定穿刺的位置及深度，調整穿刺方向，這樣會在不同程度上增加患者的輻射量。降低輻射劑量是目前PTNB急需解決的重點，據統計CT目前已成為導致醫源性輻射最主要的原因[11]。Naidich等在1990年首次提出了低劑量CT的概念，之后在臨床中廣泛應用，尤其是在肺部。CT掃描的輻射劑量隨管電壓、管電流、掃描時間和掃描容積增加而增大，隨螺距增大而減少，所以降低輻射劑量可以通過降低管電壓、管電流、增加螺距及減少掃描次數來實現，但同時也會降低圖像質量及信噪比[12]。Smith JC等[13]于2011年提出低劑量CT應用于引導肺穿刺術，并認為在96%的病例穿刺中低劑量CT的圖片質量可以滿足穿刺的需要。但對于病灶較小的肺小結節卻受到更多的因素影響，如邊緣硬化效應、密度分辨率減低等，這些因素是否會影響肺小結節的穿刺準確性及成功率等相關研究鮮有報道。為此本研究通過降低管電壓及管電流來降低輻射劑量，對423例肺小結節患者行低劑量CT引導下穿刺術并與常規劑量CT引導下穿刺術進行比較研究，旨在通過大宗數據研究探討低劑量CT引導下肺小結節穿刺術的可行性。

本研究結果顯示，低劑量組與常規劑量組在穿刺的準確性和安全性基本相當，差異無統計學意義(P>0.05)，并且與以往使用標準劑量方案(120 kVp)研究[14-15]報告的診斷準確性相當。低劑量CT掃描圖像質量的變化主要表現在噪聲增大、圖像顆粒增粗、對比度下降，同時會造成一定的病灶邊緣硬化效應；另外會降低圖像的密度分辨率，導致無法區分結節中的有效實性成分，從而影響穿刺的準確性。然而本研究顯示低劑量CT的診斷準確性與常規組無明顯差異。分析其原因其一是肺小結節一般密度較均勻，無明顯壞死液化區，所以在穿刺過程中不影響穿刺路徑的選擇，可以滿足穿刺所需；其二是降低管電壓主要影響圖像的信噪比，降低管電流主要影響圖像的對比度，肺部具有自然的高對比度和較低的X線吸收率，對圖像質量的影響并不明顯，這也是低劑量掃描應用于肺部的基礎。而且在術中CT掃描圖像并不是以診斷疾病為目的，圖像質量只要能夠確認穿刺針和結節所在的位置，滿足穿刺引導的要求，保證穿刺活檢的順利進行，所以低劑量CT掃描并未影響穿刺的成功率，也不會影響對出血、氣胸等并發癥的觀察。

PTNB最常見的并發癥是氣胸及肺出血，本研究將兩組并發癥發生率進行對比分析，結果顯示兩組差異無統計學意義(P>0.05)。本研究中顯示氣胸的發生率(Ⅰ組18.1%和II組19.8%)，與既往研究中氣胸的發生率(17%～34%)相符[16-18]，這可能是由于穿刺過程中具有同樣的危險因素，如針道長度、胸膜穿刺次數和病變部位。肺出血的發生率(Ⅰ組2.5%和Ⅱ組2.7%)相對較低，其他研究報道約3%～6.9%[8-9]。根據本研究的結果，使用較低管電壓、管電流并沒有增加氣胸和咯血發生的風險。

在本研究中，與常規劑量方案相比，低劑量組穿刺降低了53.3%的輻射劑量。由于輻射劑量的變化與管電壓變化的平方基本成正比，所以管電壓的微小變化可導致輻射劑量下降幅度較大[19]。既往有研究使用低管電壓方案進行CT引導活檢，該研究中的平均有效輻射劑量為2.5 mSv[20]，高于本研究的0.7 mSv。因此，對于普遍應用低管電壓方案進行CT引導下的肺穿刺活檢仍需要進一步的臨床觀察。

本研究存在幾個局限性：首先，由于該研究屬于回顧性研究，選擇的偏頗性是存在的，具體體現在研究的兩組患者數量不一致，然而對兩組之間的人口統計學特征進行對比差異無統計學意義(P>0.05)。第二，掃描范圍容積根據靶病變的位置、大小、患者的身高、胖瘦及操作者的偏好會存在差異，沒有納入身體質量指數這個因素，這些因素可能會影響兩組的輻射劑量的可比性。

綜上所述，與常規劑量(120 kVp，100 mAs)相比，低劑量(100 kVp，50 mAs)CT引導下肺小結節(直徑≤3 cm)的穿刺活檢能顯著降低輻射劑量，同時保證穿刺的準確與安全性。