CT实时引导下穿刺定位装置的研制

赵栋凯，戈伟，肖天林

武汉大学人民医院 肿瘤科，湖北武汉 430060

CT实时引导下穿刺定位装置的研制

赵栋凯，戈伟，肖天林

武汉大学人民医院 肿瘤科，湖北武汉 430060

本文介绍了一种CT实时引导下穿刺定位装置，主要由滑轨支架、三维云台、穿刺模块3部分组成，可随CT床板同步运动，CT扫描验证时可以固定穿刺针，反复实时验证监控。此装置可提高穿刺的精确度，一次性成功率高达95％以上。

CT引导；穿刺；滑轨

当人体内部发生病变时，有时需要用到穿刺对病灶部位进行活检或治疗，这之前要先用CT等扫描装置在人体的横剖面上测出病灶的准确位置，并在相应层面的皮肤表面选择最佳的进针位置、角度和深度[1-3]。

医务人员对患者进行穿刺时，需要先将患者从CT扫描装置中移出再根据自己的判断确定大致的进针位置，然后再行CT扫描加以确认[4-8]。然而，这种传统的穿刺方法，需要经过医务人员多次重复进针和CT扫描确认才能找到较为准确的进针点。此外，医务人员在穿刺过程中，常因一些不确定因素导致手指抖动，造成穿刺角度偏斜或穿刺位置不准确。对患者而言，不但增加了精神和肉体的痛苦、延长了治疗或检查时间，而且降低了穿刺治疗或活体组织（包括可疑肿瘤组织）的取样检查成功率[9-15]。

笔者研制的穿刺引导装置与现有技术比较，有以下几个特点：

（1）采用双轴数显电子角度仪，无需找0º竖直线，可以直接读出两个方向角度，精度0.02º。

（2）三维云台可以沿XYZ轴旋转角度，调节旋钮都在一起，调节穿刺模块角度更准确、快捷。

（3）穿刺模块可以设计不同的孔径，引导不同型号的穿刺针，可以间隔1 cm平行穿刺10*10根穿刺针，满足粒子植入、射频治疗等。

（4）可以随CT床板同步移动的支架，方便穿刺过程中进行CT验证。

与现有同类产品比较，不仅具有结构简单、操作方便、成本低等优点，而且能够准确地帮助医务人员标定进针点、实时显示进针角度和深度。

1 CT引导下穿刺原理

CT引导下的穿刺，一般选择仰卧位或俯卧位，以自制的栅栏状定位器固定于皮肤表面相应处，行CT增强扫描。选择最佳的穿刺层面，打开CT自带激光灯，以激光线和栅栏状定位器相交点为穿刺点，用记号笔标记。穿刺原理如图1所示。

图1 穿刺原理图

如图1所示，测量皮肤表面穿刺点与肿块中心距离d及角度θ。有时为了避开肋骨、神经、大血管、重要脏器，可倾斜CT机架。记录CT机架角α，CT穿刺层面针道和Z轴的角度θ，进针深度d。在穿刺过程中，还需要反复行CT验证[8]。

实用的穿刺架需具备以下4种结构：①可以随CT床板同步移动的支架，方便穿刺过程中CT验证；②可以在X、Y、Z轴灵活移动三维悬臂，方便穿刺针尖移动到穿刺点；③可以沿XYZ轴灵活旋转的三维云台，调整三维云台使穿刺针达到竖直状态，然后调节穿刺针的角度α、θ；④可以方便显示穿刺针角度的角度仪。

2 工作原理

本装置是一种CT实时引导下穿刺定位装置，主要由滑轨支架、三维云台、穿刺模块3部分组成。滑轨支架通过固定夹与CT床板连接固定，支架底座上装有一个可纵向滑移的升降滑轨，升降滑轨装有可升降调节的横向滑轨，升降滑轨通过底端的滑块座安装在滑轨座上。在横向滑轨上安装有可横向滑移的三维云台，云台尾端滑块与横向滑轨连接，构成万向调节架可横向调节的滑移结构。云台调节架的外端有一个穿刺模块，穿刺模块上有一个双轴数显角度仪。使用时，可通过整体的相互配合滑移调节，让穿刺模块与病人扫描时的穿刺部位校准对位，调整好穿刺模块角度，再将穿刺针头由穿刺模块上的对应针孔直接穿刺到病人的病灶部位。本装置的结构如图2所示。

图2 本装置说明图

具体实施方式为固定在CT床板上的滑轨座上装有一个可纵向滑移的升降滑轨，升降滑轨装有可升降调节的横向滑轨，在横向滑轨上安装有可横向滑移的三维云台，该万向调节架的外端有一个穿刺模块。滑轨座通过固定夹与CT床板连接固定，升降滑轨通过底端的滑块座安装在滑轨座上。三维云台尾端采用滑块与横向滑轨连接，构成三维云台可横向调节的滑移结构。

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所述穿刺模块采用硬质塑料制作，块体上分布多个不同孔径的针孔。穿刺模块具有一定的厚度，以便于针头能更好的定位，使用时可在穿刺模块上放置校准水平状态和穿刺针角度的装置，能更好的满足手术要求。同时，可通过滑轨座让整体固定在CT床板的侧边或尾部使用，具体可根据实际需要而定本。装置可随CT床板同步移动，可以在CT验证时固定穿刺针，手术操作更为简便。

3 临床应用

3.1 诊断穿刺

肺部包块随着呼吸不停的移动，实际常规穿刺时角度基于操作有的判断。反复调整进针方向，平均穿刺次数高达6次以上，易造成气胸，甚至大出血，对病人造成二次伤害。纵隔肿块周围都是大血管、神经，常规穿刺难度大、危险系数高。使用本装置的穿刺CT图如图3所示。

图3 CT实时引导下穿刺定位装置穿刺效果图

如图3（a）所示，肺部靠近肺门处直径1 cm的包块里面可能埋伏有动静脉血管，这样从外向内穿刺，穿刺时角度、深度稍有偏差就可能误伤肺门血管。如图3（b）所示，纵隔包块靠近左侧锁骨下动脉，穿刺时要精确选择角度避开动脉血管。

使用本定位穿刺架后，调整好角度，对准穿刺点，按照预定深度进针，可将一次穿刺成功率提高到95％以上。

3.2 微创治疗

3.2.1 粒子植入

比穿刺更复杂的是粒子植入，穿刺只要求穿中包块，粒子植入要求粒子均匀分布在包块内。粒子植入操作，如图4所示。

图4 粒子植入图

3.2.2 射频治疗

肝脏、肺部的射频治疗，如图5所示。

图5 肝脏的射频治疗过程CT图

3.3 临床对比数据

对20名疑似肺癌患者分两组进行CT引导下经皮肺穿刺活检，每组10人。一组采用CT引导常规穿刺（常规法），一组采用本文中设计的穿刺定位装置辅助穿刺（辅助法）。

表1 两种方法记录穿刺时间、穿刺次数、穿刺针的穿刺角度与设定穿刺角度的偏差值的比较

4 讨论

本实用新型通过上述技术方案，采用了可上下和横向滑移，可调节各种角度的总体结构，并在整体结构中设置了一个穿刺模块，安装使用时，让整体装置在CT扫描下，调节上下和左右的角度，让穿刺模块上的对应针孔对准病人的病灶部位，直接插入针头进行穿刺，提高了穿刺的精确度和成功率。整体结构可以随CT床板同步运动，迅速调整角度，并显示各种角度的水平状态，CT验证时固定穿刺针实现实时监控。

综上所诉，本实用新型CT定位穿刺引导装置可以有效地解决现在医院使用CT为病人实施穿刺手术时存在的诸多问题，建议在临床上推广使用。

[1]肖天林,赵栋凯．CT实时引导下穿刺定位装置[P]．中国：ZL2014 20105866．4．

[2]黄冰,过建国,严敏,等．CT定位穿刺引导器临床应用的效果[J]．中华麻醉学杂志,2012,32：1094-1095．

[3]付霜,曲丕盛,方军,等．新型半导体激光定位仪辅助CT引导下穿刺效果观察[J]．实用医学杂志,2011,27（1）：56-58．

[4]胡述国,陈芬,陈梓芹,等．CT定位仪的制作及其临床应用[J]．中国农村医学杂志,2009,7（1）：26-28．

[5]张磊,周衍慧,王乐峰,等．CT导引经皮胸部穿刺活检73例分析[J]．临床肺科杂志,2010,15（9）：1342．

[6]王强,孙元芬．自制“神经定位仪”在动物实验中的应用[J]．中国医疗器械信息,2007,13（1）：42-43．

[7]赵传军,王烈伟．CT引导下选择性穿刺圆孔射频热凝术在上颌神经痛治疗中的应用[J]．中国医疗设备,2014,29（9）：116-117．

Research and Development of a CT-Guided Puncture Positioning Device

ZHAO Dong-kai, GE Wei, XIAO Tian-lin
Departm ent o f Radio logy, Renm in Hospital of Wuhan University, Wuhan Hubei 430060, China

In this paper, a CT（Computerized Tomography）-guided puncture positioning device was introduced, which could move synchronously w ith the CT plate. During scan validation, it could be used to fix the puncture needle and to repeatedly verify the real-time monitoring. With its one-time success rate being increased to more than 95％, the device had proven its highly improved accuracy in puncture. Key words：computerized-tomography-guided；puncture；sliding track

R197.39

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2015.11.008

1674-1633（2015）11-0026-03

2015-03-10

2015-04-15

戈伟，硕士生导师。

通讯作者邮箱：gewei514@126．com