光学导航系统辅助CT导向下肺穿刺活检术的应用研究

王国伟，许兴钢，王 亮

(绍兴文理学院附属医院 放射科，浙江 绍兴 312000)

CT引导下经皮穿刺活检术(percutaneous lung puncture biopsy，PPB)是肺部小结节病变及周围型病变的重要诊断手段，尤其适用于纤维支气管镜无法到达区域病变的定性[1]。研究[2]表明，CT引导下PPB具有定位准确、创伤小、确诊率高、并发症低且轻微等优势，但由于穿刺过程中需多次扫描，产生的辐射损伤也愈发引起学者的重视。近年来，影像导航辅助定位穿刺系统逐步在临床中普及，其综合了导航定位与影像技术的优势，可加强微创介入治疗中对手术器械的实时监控，提高操作精准度[3]。光学导航系统作为一种影像导航辅助定位技术，与CT结合引导PPB的研究仍鲜有报道[4]。本研究采用光学导航系统辅助CT引导下对肺部病灶行PPB，并与常规CT引导比较，探讨其对穿刺效果、辐射剂量及并发症的影响。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取2018年1月—2019年6月绍兴文理学院附属医院收治的拟对肺部病灶行PPB的患者，共60例60个病灶。入组标准：①纤维支气管镜、超声、胸水或痰脱落细胞学检查等无法明确性质的病灶；②均为单发病灶；③排除合并慢性阻塞性肺疾病、慢性支气管炎、肺大疱等肺部基础疾病者及凝血异常者(INR>1.5)。60例患者中男36例，女24例；年龄35～72岁，平均(50.7±4.9)岁；病灶直径(最长径)0.7～12.5 cm，平均(3.7±0.7)cm；按照随机数字表法分为导航辅助穿刺组和常规穿刺组各30例，2组性别、年龄、病灶直径等一般资料差异均无统计学意义(P>0.05)。本研究经医院伦理委员会批准，所选研究对象或监护人均知情同意。

1.2 检查仪器 Ipath 200光学追踪引导系统购自美国Marconi公司，64排螺旋CT购自德国西门子公司，巴德分体式切割活检枪购自美国巴德公司、18 G(长15 cm)同轴切割活检针购自美国MD Electronics公司。

1.3 导航辅助穿刺

1.3.1 定位像扫描 根据CT图像定位穿刺位置，对病灶所在胸壁区域定标贴片，患者取平卧位，嘱患者平静均匀呼吸，然后再次行CT扫描。

1.3.2 对位融合 将CT图像导出传入图像处理系统，由系统识别CT图像标记点中心区域，同时与光学导航系统所捕获的标记点中心区域影像对位融合，从而确定体表与内靶点的三维空间位置信息。对位融合成功后切换为实时融合导航模式确定最佳进针路径。

1.3.3 进针取样 常规消毒铺巾，2%利多卡因局部麻醉，进针前再次校正对位，明确进针点和穿刺角度。将活检针连接10 mL注射器(管壁含3个标记点)，光学跟踪导航系统可通过跟踪注射器上的标记点显示针尖、针体的位置而进行实时监控，反映针尖与病灶靶点之间的空间位置变化，结合呼吸运动导致病灶的移位，缓慢进针并调整穿刺的角度和深度，直至针尖到达病灶的适当位置(封三图2A)。采用活检枪柄切取病变组织，固定后送检，观察气胸、出血等穿刺并发症的发生情况并及时处理。

1.4 常规穿刺组 根据CT图像确定穿刺位置，对病灶所在胸壁区域定标贴片。患者取平卧位，再次进行扫描，确定最佳穿刺路径、进针角度及深度。常规消毒铺巾，2%利多卡因局部麻醉，缓慢进针，CT扫描确认穿刺针到达病灶后，进行活检取样，组织固定后送检(封三图2B)。

1.5 观察指标

1.5.1 穿刺效果 观察定位时间、穿刺时间、调针次数、总手术时间，穿刺3次若仍未成功则放弃继续穿刺。

1.5.2 辐射剂量 观测剂量长度乘积(DLP)，即扫描部位所接受的辐射剂量，DLP= CTDIvol·L，CTDIvol为容积CT剂量指数，L为扫描范围长度[5]。

1.5.3 并发症 记录PPB术中及术后1周内肺内局部出血、气胸及咳血等并发症的发生情况。

1.6 统计学方法 应用SPSS 18.0统计软件，计量资料比较采用t检验，计数资料比较采用χ2检验，P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 穿刺效果 导航辅助穿刺组定位时间、穿刺时间、调针次数、总手术时间均少于常规穿刺组，差异均有统计学意义(P<0.05)。见表1。

表1 两组穿刺效果比较Table 1 Comparison of puncture effect between the two

2.2 辐射剂量及并发症比较 导航辅助穿刺组扫描次数、辐射剂量均少于常规穿刺组，差异均有统计学意义(P<0.05)，见表2。穿刺活检术中及术后1周，两组肺内局部出血、气胸及咳血的发生率比较，差异均无统计学意义(P>0.05)；但导航辅助穿刺组并发症总发生率(5/30，16.7%)低于常规穿刺组(12/30，40.0%)，差异有统计学意义(χ2=4.02，P=0.045)。

表2 两组辐射剂量比较Table 2 Comparison of radiation dose between the two

3 讨论

CT导引下PPB是一项成熟的技术，是获取病灶组织并明确病理诊断的重要途径。穿刺取材的代表性直接影响活检结果的准确性[6]。目前，国内多数研究采用横断面定位穿刺，不利于病灶立体面的观察。穿刺存在一定盲目性，无法实时监控，难以准确掌握倾斜角度，导致反复穿刺与扫描，操作时间延长，增加辐射暴露和损伤发生的可能性[7]。倪建明等[8]研究认为，CT引导下PPB需在短时间内进行定位像扫描、靶区预扫描、定位后扫描、调整扫描及终扫描等多次扫描，易对受检者尤其是对周边区域的甲状腺、乳腺等辐射敏感的器官造成伤害。

光学定位系统是通过摄像头观察装有主动发光或能反射光线的标记点目标，将获取的信息传输至定位系统，再根据双目立体视觉原理精确定位、追踪目标区上的标记点，进而在计算机中构建出目标的精确空间位置并提供给操作者参考，可以动态跟踪并引导手术器械精准到达目标区。操作者借助光学导航系统进行实时监控，通过空间定位掌握手术器械与手术部位间空间对位关系以及解剖结构，根据患者呼吸运动调整进针角度和深度，从而对病灶进行精准操作，具有精度高、不受电磁干扰等优势，常用于各部位的活检引导[9-10]。本研究结果显示，导航辅助穿刺组定位时间、穿刺时间、调针次数、总手术时间均明显少于常规穿刺组，说明光学导航系统辅助CT导向通过实时可视、图像融合，进一步优化穿刺活检方案，提供更为准确的穿刺点、进针路径、方向及深度，从而以最短时间完成精准定位和手术取样。周静等[11]研究发现，螺旋CT激光定位导引下穿刺活检孤立性肺结节(直径<1 cm)时，病灶靶点穿刺成功率为100%，活检诊断准确率高达97.3%，显著高于常规CT定位穿刺。

研究[12]表明，约3%恶性肿瘤的发生可能与影像辐射有关，辐射剂量的增加将增加恶性肿瘤发生的风险。本研究结果显示，导航辅助穿刺组扫描次数、辐射剂量均少于常规穿刺组，表明利用精确的导航系统可大幅度降低辐射剂量从而为患者提供最大的保护效应。此外，本研究结果显示，导航辅助穿刺组肺内局部出血、气胸及咳血等穿刺相关并发症总发生率低于常规穿刺组，与张肖等[13]研究结果一致。吕银章等[14]报道，影像导航系统辅助CT引导下肺穿刺较单纯CT引导时的扫描次数与穿刺次数减少，操作时间缩短，可明显提高穿刺成功率，降低穿刺损伤。值得一提的是，在穿刺过程中需避免阻挡光线的传播路径，以免导致成像受到影响。

综上所述，光学导航系统辅助CT引导下肺穿刺活检术不仅可提高定位与穿刺准确性、减少穿刺并发症，还能有效降低辐射剂量。