MSCT模拟三维立体定位在经皮肺穿刺活检术导航中的应用价值
2015-03-18张孔源
张孔源
(山东省潍坊市人民医院内科导管室,山东 潍坊 261041)
CT引导下经皮穿刺活检术(percutaneous needle biopsy,PNB)是肺部病变诊断和鉴别诊断的重要手段之一[1]。常规CT引导穿刺与现有的定位设备仅在横断面内定位,路径选择单一,安全性较差,并发症较多[2]。本研究将MSCT的MPR技术应用于肺穿刺活检术中,实现了术前穿刺路径的计算机模拟与三维空间坐标定位,优化选择穿刺路径,为手术提供准确导航。
1 资料与方法
1.1 一般资料 从2013年1月至2014年8月来我院行肺部PNB患者中,选取肺部局限性肿块患者112例,男62例,女50例;年龄32~79岁,平均52.5岁。病灶大小0.7 cm×0.8 cm×0.6 cm~3.5 cm×3.7 cm×4.5 cm。随机分为实验组和对照组各56例,实验组采用MSCT三维立体定位与三维导航仪穿刺,对照组采用常规横断面内CT引导穿刺活检。2组穿刺前均签订知情同意书,操作均由同一位具有多年穿刺经验的介入放射科医师完成。
1.2 仪器与方法 选择Siemens Somatom Definition 64层CT扫描仪,Syngo work place 3D工作站;体表栅栏定位器;实时显示三维进针角度的穿刺导航仪(专利号:ZL 201420271978.7);GCO 17 G 同轴活检针,TZ 18G全自动活检枪(意大利GALLINI公司)。
1.2.1 常规横断面定位方法 以准直宽度5.0 mm×64行CT扫描,获取层厚5 mm、层距5 mm的横断面图像。通过逐层追踪和抽象叠加确定穿刺层面,在二维横断面图像上测出相关距离和角度,只能测量左右方向上的倾斜角度,再利用CT激光线在患者体表的投影处标记进针点[3]。多采取小幅度进针、多次调整进针方向的办法穿刺,每进针1次,扫描观察1次,并多次重复,直至穿中目标。
1.2.2 MSCT模拟三维立体定位方法 以准直宽度1 mm×64行CT平扫及增强扫描,发现肿块拟行PNB,按常规横断面定位方法定位,在最大横断面上若有骨骼与血管遮挡,且无较好穿刺路径时,则以层厚1 mm,层距1 mm,行薄层重建。将数据传到工作站,利用MPR多平面、多角度观察病变的内部结构、形态、大小及与周围组织的关系,尤其邻近肋骨或肩胛骨遮挡的病灶,可通过平面任意旋转,在斜冠状面、斜矢状面内穿刺。选择上下相邻的2个肋间隙作为皮肤穿刺进入点,经MPR图像中的基线旋转形成斜冠状面、斜矢状面等穿刺平面,由固定于病灶区皮肤上的栅栏定位器确定穿刺点,将皮肤穿刺点与病灶活检点之间的距离作为穿刺深度;并由穿刺平面图像获取倾斜角度,由此获得穿刺路径的三维方向坐标(图1)。实验组穿刺时,利用三维穿刺导航仪,实时显示穿刺针的进针角度,并充分利用三维定位坐标数据,达到定位与导航的统一。
1.3 统计学分析 采用SPSS19.0软件进行统计分析。对2种方法的一次性穿刺成功率、并发症发生率和活检诊断正确率采用χ2检验。以P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2组穿刺活检的成功率均为100%。一次穿刺成功率实验组 73.21%(41/56),对照组 41.07%(23/56),2 组差异有统计学意义(χ2=11.812,P<0.05);并发症发生率实验组 16.07%(9/56),对照组 33.93%(19/56),2 组差异有统计学意义(χ2=4.762,P<0.05);病理确诊率实验组 94.64%(53/56),对照组 82.14%(46/56),2组差异有统计学意义(χ2=4.264,P<0.05)。
3 讨论
3.1 计算机模拟三维立体定位的优势 CT引导下PNB对肺部多种疾病具有较高的诊断价值[5-7]。但常规CT与现有穿刺设备定位仅局限在横断面内,一次仅能观察病灶的一个层面,不利于对病灶Z轴方向的观察,穿刺准确性较低[8-9],为达到穿刺目的,只能增加穿刺次数。
MSCT计算机模拟三维立体定位技术适合人体各部位穿刺定位,无需增加设备。该技术以局部采集三维数据为基础,可获得MPR图像,突破了横断面定位仅能在一个点或一个面的局限,可从任意平面切割,获得肿块冠状面、矢状面和任意角度斜矢状面、斜冠状面图像[10],全面了解病变内部结构、形态、大小及与周围的毗邻关系[11-12],实现了多方向、多角度选择穿刺路径,以及模拟穿刺路径与真实路径的统一,有利于针尖准确到达活检点[14],有效降低假阴性率。本研究中实验组病理确诊率显著高于对照组。
图1 女,47岁,右肺尖部肿物 图1a 在其最大横断面上,前部骨骼与血管遮挡,右侧肩部遮挡,后部肋骨遮挡,常规定位不适合穿刺 图1b 在MPR横断面图像中垂直基线向左侧旋转17°,发现斜矢状面上显示出较好的穿刺肋间隙,矢状位图像左上角并显示旋转角度 图1c在斜矢状面上水平基线向足侧倾斜12°,病灶的斜冠状面上显示较好的穿刺路径,并显示旋转角度,路径上没有血管,也没有肋骨遮挡,从背部穿刺距离较短,因此选择俯卧位穿刺。穿刺深度(S)为7.96 cm,横断面穿刺角度为73°,矢状面穿刺角度78°(白线为穿刺路径,箭头为皮肤入穿点)。
三维立体定位可更有效地利用增强扫描图像,定位前为尽量避开血管需行增强扫描[15-16]。常规定位穿刺法仅能一次性观察血管位置,而在穿刺过程中针道和血管的关系不明确。三维立体定位技术以增强扫描图像作为定位依据,在增强图像上模拟穿刺路径,通过三维定位数据将增强扫描图像与实际穿刺图像重合,类似于血管强化状态持续存在,可实时把握血管、病变、穿刺路径之间的关系[17]。增强扫描图像也有利于区分病变与坏死部分[18-19],提高取材准确性。
3.2 三维立体定位的临床价值 常规CT引导下肺部穿刺术一般选择垂直位进针,利于掌握进针方向[20]。实验组采用MSCT三维立体定位技术,当一个病灶在最大横断面内无法选择到最佳穿刺平面时,可通过平面旋转,选择上下相邻的2个肋间隙作为皮肤穿刺进入点,通过旋转平面基线,找出穿刺平面及旋转角度,获得穿刺路径。在仰卧位或俯卧位穿刺中,冠状面(水平面)作为基准面,旋转横断面与矢状面内的基线,可找到横断面、矢状面与冠状面的角度;在侧卧位穿刺中以矢状面(水平面)为基准面,找到横断面、冠状面与矢状面的角度;并且平面旋转后能准确显示角度,是真正意义上的三维立体定位。MPR对肺内肿块穿刺术前定位的价值是肯定的[21],计算机模拟立体定位,实现了穿刺路径的风险评估与最优化选择,为实际穿刺活检提供了精确的三维空间坐标导航数据,将立体定位与三维标测穿刺有机结合,不但穿刺点和进针路径的确定既方便又可靠,而且,实际穿刺也十分精准[22-23]。本研究中实验组一次进针成功率明显优于对照组,并发症发生率明显低于对照组。
总之,MSCT模拟三维立体定位技术实现了肺PNB术前穿刺路径的计算机模拟与三维数字化定位,为术中的三维导航提供可靠的坐标数据,具有较高的临床应用价值。
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