超声引导下改良胸膜活检钳在兔胸膜活检中的效果*

胡毅，梁荣珍，汤敏轩，李婷，秦积龙，周大治

广州医科大学附属第一医院超声科(广东广州 510120)

胸腔积液是临床常见的呼吸系统病症，常见类型有漏出液和渗出液。其中，漏出液多为心、肝、肾功能不全引起，容易判断；而渗出液常见病因是恶性积液和结核，因为胸腔积液常规生化检查不易鉴别，目前临床确诊主要依靠细菌学、细胞学和组织病理学检查[1]。但是，由于胸腔积液中脱落的肿瘤细胞及结核杆菌数量少、分布密度低，不易在显微视野中被检出，尤其结核性胸膜炎胸腔积液沉渣找结核杆菌或培养阳性率仅为20%，而胸膜活检的阳性率达80%。虽然细菌学和细胞学检查价值高但阳性率低，因此，目前临床诊断主要依赖组织病理学检查。而对于原因不明的胸腔积液，胸膜活检已经是目前常规诊断手段，超声引导下胸膜活检可有效提高诊断效率。胸膜活检包括经皮闭式胸膜活检、经胸腔镜活检及开胸活检，各有优劣[2]。目前临床主要行经皮闭式胸膜活检，常用的方式为Cope针等。然而，Cope针在临床应用中存在以下问题：由于盲取，对于灶性分布病变常呈阴性；活检的标本组织体积小，阳性率低；操作复杂，技术要求高，不同熟练程度医师活检结果差距大；胸膜组织损伤大，出血多，人工气胸发生率高。基于笔者单位为呼吸疾病国家重点实验室，每年有大量不明原因的胸腔积液病例，同时鉴于既往胸膜活检存在的问题，通过对大量临床病例的分析总结，2017年1月至2019年4月本研究通过对内窥镜活体取样钳进行改进，发明并设计一种更为方便、精确、效果确切且更安全的胸膜活体取样钳(国家实用新型专利，专利号：ZL201620474445.8)，用以提高胸膜病变的诊断效率。评估超声引导胸膜活体取样钳在兔胸膜活检中的有效性和安全性，形成一种更加安全、有效的胸膜活检方法，为下一步临床推广应用奠定基础。

1 材料与方法

1.1 材料 实验动物：选用健康新西兰兔，雌雄不限，体重(1.75±0.25)kg。试剂：盐酸博来霉素(海正辉瑞制药有限公司，规格15 IU)，碳粉(石家庄远成邝产品有限公司，规格1.0 kg)。器材：钳式胸膜活检套管针[2](上海埃斯埃医械塑料制品有限公司，规格22号，L150 mm)，改良一次性使用内窥镜活体取样钳(南京微创医学科技股份有限公司，规格MTN-BF-18/16-A,钳头直径：2.8 mm，工作长度1 800 mm)(见图1、2)，Cope针(山东淄博明远工贸有限公司，规格25号，L70 mm)，密闭式静脉留置针(苏州碧油医疗器械有限公司，规格20G×1.16”，1.1 mm×30 mm)，一次性无菌注射针(浙江康德莱医疗器械股份有限公司，规格22G，0.7×80 mm)。

注：1：手柄；2：拉伸扣；3：拉杆；4：管体；5：套管；6：U型弹簧；7：钳头；8：摆臂；9：钳臂

图2 改良胸膜活检钳实物图

1.2 方法

1.2.1 建立胸腔积液动物模型 (1)40只新西兰兔随机分为实验组和对照组，每组20只(实验组分1组(少量胸腔积液组)、2组(多量胸腔积液组)，每组10只；对照组分1组(少量胸腔积液组)、2组(多量胸腔积液组)，每组10只。麻醉：3%戊巴比妥钠1 mL/kg耳缘静脉缓慢注射。(3)定位于右侧肋膈角，超声引导下实时引导无菌注射针进入壁层胸膜前方，固定穿刺针，缓慢注入生理盐水5 mL，于壁层胸膜前方形成一无回声带，利用胸膜渗透性[4]，待部分生理盐水渗透入胸膜腔形成可穿刺空间后，实时引导将密闭式静脉留置针穿入胸膜腔，拔除针芯后留置塑料针管，针线外固定[5]。(4)往注射孔缓慢推注生理盐水，人为控制实验组1组、对照1组胸腔积液测量深度5～10 mm(少量胸腔积液)；实验组2组、对照组2组胸腔积液测量深度10～20 mm(多量胸腔积液)。(5)以胸腔积液暗区测量最深处为穿刺点，实验1组、2组超声实时引导套管针进入胸腔积液内，拔出针芯，将闭合状态的改良活检钳通过套管进入胸腔积液内，旋转调节角度，向前推送钳头，抵达目标壁层胸膜后打开活检钳进行钳取(图3)，分别于穿刺点周3、6、9、12点4个方向行壁层胸膜咬检，各40次，共80次；对照1组、2组将Cope针从穿刺点剌入，当针锋抵抗感突然消失时示已穿过胸膜壁层。拔出穿刺针，用拇指堵住套管针的外孔，迅速将钝头钩针插入，将整个针从垂直位变成与胸壁呈45°的位置。将套管连同钝头钩针缓慢后退，遇阻力进即表示已达壁层胸膜，此时稍用力，将钩针紧紧钩住胸膜并固定，然后将套管推入1 cm左右，使壁层胸膜切入在套管内，然后将钩针拉出，即可获得兔胸膜活检组织(图4)。同样选择3、6、9、12点4个方向穿刺点用钝性钩针钩取壁层胸膜组织，各40次，共80次。所取组织10%甲醛溶液浸泡，送病理切片检查。

注：超声实时引导套针及穿刺针进入胸腔积液，拔出穿刺针后将改良活检钳向前推送，抵达目标壁层胸膜后进行钳取

图3改良活检钳钳取胸膜

注：A:套管针连同穿刺针穿刺进入胸腔积液,拔出穿刺针，迅速插入钝头钩针；B:调整角度至约45°，钝头钩针缓慢后退，遇阻力时达壁层胸膜，将套管推入1 cm左右，使壁层胸膜切入在套管内，然后将钩针拉出，获得兔胸膜活检组织

图4Cope针盲取胸膜示意图

1.2.2 建立增厚胸膜动物模型 (1)20只新西兰兔随机分为实验组和对照组，每组10只。(2)同样利用胸膜渗透性[4]，当胸膜腔形成可穿刺空间后，超声引导下向实验兔右侧胸腔注入博来霉素2.0 IU，碳粉125 mg[5]，24 h为周期超声探查胸膜增厚情况并体表标记。当观察胸膜增厚≥3 mm时(第17～21天)，判断为建立增厚胸膜动物模型成功，按上述建立胸腔积液动物模型方法，人为控制实验组、对照胸腔积液测量深度10～20 mm，建立多量胸腔积液模型，实验组超声引导下直接对增厚胸膜进行咬检4次，共40次，对照组于定位处垂直进针并在3、6、9、12点4个方向，用钝性钩针钩取则增厚胸膜组织，共40次。所取组织10%甲醛溶液浸泡，送病理切片检查。

1.3 评价标准 (1)每次胸膜活检，咬空或钩空为取材失败，不得原位重检；病理结果显示胸膜组织(包括正常胸膜、增厚胸膜)为取材成功，活检钳咬空、钝头钩针钩空或显示横纹肌、脂肪组织等非胸膜组织为咬检或钩检取材失败。(2)每只实验兔胸膜活检前、后均行肺部CT检查，少量气胸标准：肺压缩≤15%。多量气胸标准：肺压缩>15%[7]。(3)每只实验兔胸膜活检前、后均经密闭式静脉留置针抽取5 mL胸腔积液送生化常规检查。胸腔内出血标准：胸腔积液外观红色，胸水中平均红细胞计数≥100×109·L-1[8]。

2 结果

2.1 取材成功率 在正常胸膜组及增厚胸膜组，取材所获病理所示见图5～6，实验组取材成功率分别为93%(74/80)、98%(39/40)，均高于对照组76%(61/80)、85%(34/40), 均差异有统计学意义(P<0.05)。在正常胸膜少量胸腔积液与多量胸腔积液情况下，实验组取材成功率分别为90%(36/40)，95%(38/40)，均高于对照组73%(29/40)，80%(32/40), 均差异有统计学意义(P<0.05)。见表1、2。

注：由纤维组织构成,表面可见间皮细胞

注：纤维组织增生，间质散在淋巴细胞浸润

表1 正常胸膜取材成功率(少量及多量胸腔积液)

表2 增厚胸膜取材成功率 次数(%)

2.2 组织大小 (1)正常胸膜组：实验组咬检组织块2.0～27.5 mm3，平均(7.5±1.4)mm3，对照组钩检组织块2.3～28.5 mm3，平均(7.8±1.3)mm3，两组差异无统计学意义(t=1.865,P>0.05)。(2)增厚胸膜组：实验组咬检组织块5.5～36.7 mm3，平均(9.3±1.1)mm3，对照组钩检组织块2.8～30.2 mm3，平均(8.4±1.2)mm3，两组比较差异有统计学意义(t=2.264,P<0.05)。见图7。

图7 改良胸膜活检钳钳取的兔胸膜组织

2.2 并发症 正常胸膜实验组20只新西兰兔，均发生气胸，其中少量气胸19例，多量气胸1例(少量胸腔积液模型)；对照组20只新西兰，均发生气胸，其中少量气胸14例，多量气胸6例(少量胸腔积液组)。实验后对多量气胸动物解剖，发现钩取或钳取胸膜附近均有肺表面损伤。增厚胸膜实验组与对照组全部发生气胸，均为少量气胸。多量气胸全部发生于少量胸腔积液模型，对照组发生率明显高于实验组(P<0.05)。实验组与对照组活检后胸腔积液红细胞计数均<100×109·L-1，提示均无明显胸腔出血。

3 讨论

胸膜活检是胸腔积液病因诊断的重要方法，获得胸膜组织的主要方法有：(1)经胸腔镜胸膜活检：可在直视下多点取材，诊断效果确切，但需要特殊器械，有一定创伤性，且价格昂贵，不能普遍应用[9]。(2)开胸活检：诊断率最高，但创伤大，各方面条件要求高，不能作为常规诊断手段[10]。(3)活检枪活检：具有定位准确、损伤小、气胸等并发症发生率低、操作简单等优点。但所取有效组织较少，有阳性率低、假阴性率高等缺点[11]。

除了上述活检方法，Cope针是目前临床应用最为广泛的胸膜活检工具[12]。然而，在临床应用中往往感受到该方法活检范围局限，只能钩取到穿刺针孔周边处的胸膜组织，操作复杂，技术要求高，不同熟练程度医生的活检结果差距大，同时医源性气胸发生率高[13]。

基于作者所在单位具有大量胸腔积液病例，总结临床工作中的经验，对内窥镜活体取样钳进行改进，发明了以上改良活检钳，并应用于相关临床研究。

本研究中，(1)超声引导下使用改良活检钳进行正常兔胸膜活检，取材成功率93%，较文献报道75%高[14]。无论在少量或多量胸腔积液情况下，取材成功率均明显高于使用Cope针行胸膜活检时。分析原因可能是：套管携带改良活检钳直接抵达活检部位，钳头始终得到套管引导、支撑和固定；超声引导下实时监视操作，清晰显示钳头进入胸腔，打开、钳取整个过程，能确保钳头正面抵压胸膜，避免咬检时钳头打滑、咬空，保证取材的成功率，同时能获取足够的胸膜组织，取材也更加精确；U型弹簧可改变钳头方向，便于钳取穿刺部位附近胸膜组织，从而使超声实时引导、监视整个钳取过程更加方便而易于操作，同时使活检范围大大增加，可明显提高胸膜活检成功率。(2)在增厚胸膜组，实验组取材成功率98%(39/40)，明显高于对照组85%(34/40)。提示在胸膜增厚病变情况下，超声引导下使用改良活检钳行胸膜活检，获取满意组织的成功率更高(表2)，更能满足临床病理诊断的要求。(3)实验组总气胸发生率与对照组无明显差别，均为100%，但多量气胸只发生于少量胸腔积液模型中，实验组发生率明显低于对照组。我们分析原因，在胸膜活检过程，需要一定量的胸水隔开壁层胸膜和肺组织，以便在穿刺针(或钳)进入胸腔，并完成活检操作时，避免损伤肺组织，引起气胸[15]。Cope针在钩取过程较复杂，无法在超声实时监视下完成整个钩取过程，在少量胸腔积液情况下，容易损伤肺组织，引起多量气胸，我们解剖动物结果也证实了这一点；而使用改良活检钳进行胸膜活检时，因其可在超声引导下实时监视操作，且U型弹簧使钳头不直接对准肺，即使在少量胸腔积液情况下，亦可避免针尖或钳头损伤肺组织，避免气胸的发生。

综上所述，使用改良胸膜活检钳行胸膜活检，不仅取材成功率高，同时不受限于胸腔积液量的多少，而且并发症发生率低，相对于传统Cope针胸膜活检是一种简单操作、安全有效的胸膜活检新方法，值得推广。

本次实验还存在不足之处，不论是实验组还是对照组，始终无法避免少量气胸的发生，从而影响我们超声监视，我们认为是套管针插入胸腔、抽出针芯时，外面的空气进入胸膜腔引起，我们在以后的实验中将采取措施避免这种情况的产生。