锥形束CT联合iGuide引导系统在经皮经胸肺穿刺活检术中的应用

曹碧辉，陈德基，梁宝霞，练　辉，张振峰，杨彦鸿，冯云飞

(广州医科大学附属第二医院放射科，广东 广州　510260)

经皮经胸肺穿刺活检术(percutaneous transthoracic needle biopsy, PTNB)是一种并发症少、诊断准确率较高的肺内肿物定性诊断方法，在临床被广泛应用。目前常用的引导设备如CT、DSA、超声及MR等均存在不足[1-2]。锥形束CT(cone-beam CT, CBCT)联合iGuide技术不仅可提供类CT高分辨率断层图像(可显示3 cm以下的肺结节)[2]，而且采用iGuide三维(three-dimesional, 3D)引导系统可实时、动态监测肺穿刺活检过程，CBCT联合iGuide技术用于引导PTNB已获得国内外学者[3-4]的广泛关注。本研究评估CBCT联合iGuide虚拟3D引导系统应用于PTNB的准确性、安全性及其辐射剂量。

1　资料与方法

1.1 一般资料收集2016年9月29日—2017年2月7日于我院采用CBCT结合iGuide虚拟3D引导系统行PTNB的存在肺部病灶的患者30例(均为单发病灶)，其中男20例，女10例，年龄19～81岁，平均(58.2±16.4)岁；体质量指数14.53～32.86 kg/m2，平均(21.15±3.78)kg/m2；凝血酶原时间10.1～16.2 s，平均(12.39±1.28)s；肿物最大径0.8～8.7 cm，平均(3.43±1.90)cm；18例病灶位于中上肺，12例位于下肺；25例为实体瘤，5例为毛玻璃样肿瘤。所有患者均无严重的呼吸、循环及神经等系统疾病。30例患者中，2例术前有肿瘤病史(1例为直肠癌手术史，1例为右肱骨骨肉瘤病史)。所有患者术前均签署知情同意书。

1.2 仪器与方法采用Siemens Artis Q双臂DSA系统，CBCT采用6 s HDR(高清)模式；18G同轴切割穿刺活检针(Cook公司)。

根据术前影像学资料确定患者体位(仰卧或俯卧)；采用CBCT扫描及三维重建功能获得MPR类CT图像；采用iGuide引导系统于MPR图像规划最佳穿刺路径，确定体表进针点和穿刺终点，两点连线即为虚拟穿刺路径，连线长度即为进针深度；将C臂调整到“bull's eye view(牛眼位)”，此时激光灯的十字交点即为体表穿刺点；标记穿刺点后对皮肤进针点区域消毒，予1%利多卡因局部麻醉穿刺点；根据“牛眼位”及两个“progression views(进针位)”确定3D进针角度，透视下使穿刺针和虚拟穿刺路径完全重合，再次行CBCT扫描明确穿刺针位置，如穿刺针未到位，可重新设定穿刺路径。明确穿刺针到位后，多角度、多方位取出2～3条长约1 cm组织送病理检查(图1)。再次行CBCT扫描，明确有无气胸或肺内出血等并发症。记录患者手术体位、进针深度、活检次数、并发症、手术时间(从局部麻醉到取材后复查CBCT结束)、辐射剂量。

1.3 准确度判断将肺穿刺活检恶性病理结果(如肺腺、鳞癌等)归类于活检阳性。真阳性：病理结果和患者手术病理结果均为恶性或活检诊断为原发性恶性肿瘤或转移瘤；假阳性：活检和手术病理结果不一致(即活检病理结果为恶性，而手术病理结果证实为良性病变)。将全部活检良性病理结果(如结核、错构瘤及炎症等)归于活检阴性。真阴性：活检和手术病理结果均为良性或活检结果为非特异性良性病灶(如错构瘤)；假阴性：活检病理结果为非恶性诊断，手术病理结果为恶性者。病理不明确：活检病理结果不确定且无随访资料，归于失访。

1.4 辐射剂量记录手术结束后系统自动计算的剂量面积乘积(dose area product， DAP)值，估算有效剂量(effective dose, ED)：ED=转换系数(k)×DAP，k为0.17 mSv/(Gy·cm2)[4]。

2　结果

30例患者中，1例因取材量不够影响病理诊断，再次穿刺取材成功，穿刺技术成功率96.67%(29/30)；18例采取仰卧位，12例采取俯卧位。平均进针深度(5.46±1.79)cm，平均穿刺(1.23±0.50)次；1例患者因年纪较大，配合欠佳，且病灶较小，共行3次穿刺，取所有3次穿刺的标本行病理检查。平均手术时间为(13.03±3.61)min，ED为(7.95±4.57)mSv。

穿刺术后CBCT复查发现6例(6/30，20.00%)气胸，总量均小于10.00%，保守治疗2天后复查CT显示已基本吸收；3例(6/30，10.00%)出现咯血，给予止血药后均无继续出血。无严重并发症(如空气栓塞、严重呼吸困难及大动脉出血)和手术相关死亡患者。

图1患者女，51岁，因咳血丝痰入院，CBCT联合iGuide系统引导肺穿刺活检的过程A.术前CT增强检查提示左下肺肿物(最大径3.3 cm); B.CBCT扫描后，于最佳层面采用iGuide引导系统确定体表(绿“○”)及靶病灶(绿“十”)穿刺点，制定进针路径(绿线)； C、D.利用“牛眼位”(C)及“进针位”(D)沿穿刺路径进针; E.CBCT明确穿刺针到位; F.病理结果证实左下肺肿物为腺癌(HE,×200)

穿刺活检病理：24例为恶性，包括14例腺癌，4例鳞癌，小细胞癌、肺母细胞瘤、大细胞神经内分泌瘤、间变性大细胞淋巴瘤、恶性间皮瘤、转移性骨肉瘤各1例，6例为良性，包括慢性炎症5例及1例结核瘤。无病理不明确的诊断。1例穿刺活检病理证实为慢性炎症，手术病理证实为浸润性腺癌；1例因穿刺活检样本较少，病理诊断为慢性炎症，再次取材，第二次活检证实为结核。PTNB诊断肺部病变的准确率为96.67%(29/30)，敏感度为96.00%(24/25)，特异度为100%(5/5)，阳性预测值为100%(24/24)，阴性预测值为83.33%(5/6)。

3　讨论

CBCT是一种由C型臂DSA机围绕患者旋转而得到的类似于CT图像的技术。在介入操作中，该技术已广泛用于神经系统、骨骼肌肉系统及腹部等系统和部位[5-6]。张勇等[2]提出CBCT可明显提高PTNB中肺结节穿刺的准确率。王鑫等[3]对46例患者采用CBCT联合iGuide 3D虚拟引导系统行PTNB，穿刺活检阳性率为95.7%。Lee等[1]对1 108例患者采用CBCT联合3D引导系统行PTNB，并分析采用该方法的穿刺准确率、辐射剂量、并发症及其相关影响因素，发现PTNB穿刺肺部病灶的敏感度、特异度及准确率分别达95.7%、100%及97.0%。本研究中，穿刺活检肺部病灶的敏感度、特异度及准确率分别为96.00%(24/25)、100%(5/5)、96.67%(29/30)，与Lee等[1]研究结果基本一致。

研究[7-9]证实传统CT具有图像分辨率及引导穿刺活检准确率高等优点，但辐射剂量较高、操作空间相对窄狭。相对于CT，CBCT结合iGuide 3D虚拟引导系统有如下特点：

(1)CBCT引导肺部病变的效能高。尽管CBCT的密度分辨率较CT稍差，但肺组织具有天然的空气对比，可增加肺组织和病灶的对比度，使PTNB在CBCT引导下仍具有可行性，且检测肺结节能力仍然不低于CT[10]。Heck等[8]对85例患者(99个肺肿瘤)采用CT引导下PTNB，其诊断肺肿瘤的敏感度、特异度和准确率分别达95%、100%和96%。Hiraki等[9]对1 000例肺癌患者行CT引导下PTNB，诊断肺肿瘤的敏感度、特异度和准确率分别达94.2%、99.1%及95.2%。本研究中，PTNB的诊断肺部病变的敏感度、特异度及准确率分别达96.00%(24/25)、100%(5/5)及96.67%(29/30)，其诊断效能与传统CT或CT透视引导下进行的PTNB结果相当[8-9,11]；

(2)CBCT联合iGuide 3D引导系统可实时监测穿刺过程。CBCT联合iGuide 3D引导系统后，不仅具有类似于CT实时监测的功能，可实时反馈穿刺针进针深度和进针角度，且iGuide引导系统可在术前根据CBCT的MPR图像设定虚拟穿刺路径，避开重要的脏器或组织，有助于手术的安全性。本研究手术并发症发生率30.00%(9/30)，且无严重的手术并发症发生，与刘丽等[12]的结果类似；iGuide路径可在操作屏幕全程显示，方便引导穿刺进针，且在穿刺过程中，除有“牛眼位”确定进针点外，另有两个“进针位”可确定进针深度和角度，形成3D定位系统引导进针，进一步保证了高准确率(96.67%)和技术成功率(96.67%)，减少穿刺次数，本研究的平均穿刺次数仅(1.23±0.50)次；

(3)操作空间大，可节省手术时间。DSA设备相对于传统CT，具有较大的操作空间，不仅有利于医师的操作，还有利于患者的配合，尤其对于一些较难穿刺的部位，可节省手术时间。本研究的平均手术时间为(13.03±3.61)min，与同类研究[13]类似。

但因诊断准确率不仅受影像引导设备的影响，还受活检方法、操作者技术和患者因素的影响[4]，故目前仍无法明确CBCT结合iGuide引导系统本身在引导PTNB时对于提高穿刺准确率的贡献，但与传统的CT等引导方法比较，该系统检出肺部病变的准确率高，提示CBCT结合iGuide引导系统可克服CT等引导设备在引导PTNB时的不足。

根据国际放射防护委员会(International Commission on Radiological Protection， ICRP)102号[14]报告，辐射对于眼晶状体的损伤是确定性效应，其随着剂量的累积，发生白内障等眼疾病的风险也不断增加。因此，CT引导下行PTNB的辐射剂量问题值得关注。Floridi等[15]对100例肺肿瘤患者采用CBCT联合iGuide引导下行PTNB，平均有效剂量为11.62 mSv。本研究ED为(7.95±4.57)mSv，略低于上述研究，且与Lee等[1]的(7.3±4.1)mSv类似。但根据“尽可能合理地降低”原则[14]，仍需继续改进手术方法，操作中尽量减少CBCT扫描次数，以达到尽可能降低PTNB辐射剂量的目的。

总之，CBCT联合iGuide虚拟引导系统可提供3D虚拟穿刺路径，并可实时监控，精确定位，快速活检，有利于穿刺操作，缩短手术时间，并保障手术安全；CBCT在引导PTNB时具有较高的诊断准确率和安全性以及相对合理的辐射暴露，具有较高的临床应用价值。

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