X射线引导下定位穿刺装置的研制*

X射线引导下定位穿刺装置的研制*

郑广鹰①②*张峻芳③陈斌④念其进④王晓明④谭婕④

目的：研制一种X射线实时引导下的定位穿刺装置，以实现准确定位穿刺。方法：基于X射线光子直线传播特性以及“三点成一线”的瞄准原理，研制一种X射线引导下定位穿刺装置，由瞄准管、瞄准架、万向铰链、固定夹及穿刺针组成，使用中调整瞄准管姿势，使其远、近两端与目标在X射线显示屏上实现三重叠时该管管腔即形成一瞄准通道，经由该稳固后的通道进行穿刺，即可达成便捷和准确的定位穿刺目的。结果：经对30例患者手术验证，使用该装置5 min内一次性穿刺到位成功率高达95.8%。结论：X射线引导下定位穿刺装置可极大提高定位穿刺的精确度和成功率，可有效解决X射线透视下定位穿刺耗时、费力而又欠准确的难题。

X射线引导；瞄准；穿刺；定位装置

[First-author’s address] 1.Department of Radiology, Chinese Medicine Hospital of Fuzhou, Fuzhou 350001, China. 2.Department of Radiology, Fuzhou Economic and Technological Development District Hospital, Fuzhou 350001, China.

在医院的临床工作中，常需在X射线透视下对体内特定部位进行穿刺，以便将药物注入该特定部位或进行微创手术，从而达到治疗的目的。但目前此种X射线引导下的穿刺操作常耗时、费力且欠准确，不仅影响了疗效还使医、患双方增加受照辐射剂量。为此，本研究设计研制一种便于临床医师操作且能提高穿刺效率的装置，以达到准确定位穿刺的目的。

1 X射线引导穿刺的原理

X射线具有直线传播的特性，经由X射线球管发出的X射线是由直线传播的X射线光子组成，利用这一特性，可以将X射线作为定位穿刺瞄准基线，加上“三点成一线”的瞄准原理，进行X射线透视引导下准确的定位穿刺[1]。

在经多种方法试验后发现，只要使用一根细长穿刺针，当其“针头-针尾-目标”三点在X射线显示屏上重叠时，在保持此种重叠的状态下将穿刺针穿入，即可达成准确穿刺目标的目的[2]。然而，由于手工穿刺的稳定性不足，在实际操控穿刺过程中常常出现偏离“三点一线”的现像，而难以达成便捷的定位穿刺目的，因此需借助一种瞄准装置来完成瞄准与穿刺路经的稳固。为此，本研究通过大量试制，研制出定位穿刺装置，从而达到便捷、准确及稳定的穿刺效果。

2 定位穿刺装置的结构

X射线实时引导下的定位穿刺装置由瞄准管、瞄准架、万向铰链、固定夹及穿刺针构成，如图1所示。

图1 定位穿刺装置结构图

瞄准管为一细长的金属鞘管；瞄准架为一方形铝合金框架，其中每边中央各设有直径为1～3 mm的圆孔，用于安放瞄准管，另一边设一孔道与万向铰链连接。万向铰链的一端通过一连接体连接瞄准架，另一端连接固定夹，固定夹可根据需要固定在X射线手术床所需的位置。X射线引导定位穿刺装置借助固定夹与手术床连接，其连接方式如图2所示。

图2 定位穿刺装置与手术床连接示意图

3 定位穿刺装置的使用方法

3.1确定穿刺姿势

在透视状态下获取穿刺目标的体表投影并做体表标示。将装置置于X射线束下，用穿上套管针的瞄准管于X射线束内进行瞄准操作，当显示屏显示套管针远端和近端与穿刺目标重叠，即“三点成一线”时，装置姿态即为穿刺所需的姿势。

3.2固定装置穿刺姿势

在确定装置穿刺姿势下，将本装置的固定夹按图2所示与X光手术床固定后再次调整瞄准架，观测到瞄准管远端和近端与穿刺目标重叠瞄准后，拧紧万向铰链的手拧，以保持瞄准管的稳定瞄准状态。

3.3瞄准顺势穿刺

用与瞄准管内径同样大小的套管穿刺针穿入瞄准管，顺势将该穿刺针穿入特定部位。

3.4监控穿刺深度

穿刺时将X射线球管转至水平位或斜位，即可实时观测穿刺针头与穿刺目标的距离，可对整个穿刺针进针过程实施监控，当针头到达目标时，退出针芯，连接注射器或射频针，注入药物或射频后，拔出套管针，即完成本次穿刺治疗。

4 定位穿刺装置的临床应用与验证

本研究于2013年2月至2014年6月，选取30例在福州市中医院诊治的腰椎间盘突出症患者，实施硬膜外胶原酶溶解术：先采用常规法[2]进行穿刺，如果5 min后无法成功到位，改用定位穿刺装置进行瞄准穿刺。

(1)操作步骤。①在无菌间内，患者侧卧于X光手术床上，常规消毒铺巾后，先采用常规法，在C臂手术X射线机下，将球管和影像增强器转至大约与水平呈45°方向；②距患处腰椎棘突旁开8～10 cm处，用介入穿刺针(21 g，日本长野八光株式会社生产)，取其与水平大约成45°方向；在透视下，采用常规法进行穿刺，当针头、针尾和椎间孔下1/3(目标)在X射线显示屏上重叠时，保持此种重叠状态，向患处椎间孔下1/3安全区处进针；③进针过程中，转动X射线球管至水平或斜位进行透视，以监控穿刺进度与深度，直至针头到达椎间孔下1/3安全区处，然后缓慢注入造影剂欧乃派克(300 mg／ml)0.5～1 ml，如硬膜外腔造影X射线影像[3]特征性显影，即可证实穿刺针头已到达椎间孔下1/3安全区硬膜外腔处(如图3所示)。

图3 硬膜外造影X射线影像图

为确保穿刺针头在操作中未误入蛛网膜下腔或伤及蛛网膜，还需进行脊麻试验：即往硬膜外腔注入1%利多卡因3 ml，观察5～10 min，如末出现下肢广泛麻木、肌力减退等脊髓麻醉现像，则表明穿刺针头未伤及或误入蛛网膜下腔，此时才可缓缓注入溶于5 ml生理盐水的胶原酶1200 U，进行溶解椎间盘突出物的治疗。若5 min内无法穿刺到椎间孔安全区，改用定位穿刺装置与方法进行瞄准椎间孔安全区穿刺。

(2)穿刺结果。在30例患者中，6例患者采用常规法5 min内成功穿刺到位，其余24例患者5 min内均未穿刺到位而改用定位穿刺装置进行瞄准穿刺，5 min内23例患者均一次成功穿刺到位，其中多数在2～3 min内完成穿刺；1例患者因操作中装置松动而重新瞄准后成功穿刺到位，用时＞10 min。使用定位穿刺装置穿刺5 min其成功率为95.8%，表明该装置穿刺简单、实用且有效。

5 定位穿刺装置的临床应用效果

将常规法和仪器法分别用于上述的治疗，以是否出现硬膜外造影X射线影像特征作为穿刺成功的标准，记录5 min内两种穿刺法穿刺到位的次数和成功率，其结果显示，常规法穿刺5 min成功率为20%，定位法穿刺装置5 min内成功率为95.8%，两种穿刺法均无并发症发生。

6 讨论

采用X射线机在透视下进行准确、便捷的定位穿刺，始终是放射学界探讨的热门话题，为此也研制了各种各样的仪器和器械来解决这一问题。以体内金属异物的X射线空间定位为例，目前放射界使用方法包括X射线模拟定位仪[4]、X射线三维异物坐标定位器[5]、体表金属针定位[6]以及X射线数字异物定位系统[7]等，这些方法都是以空间三维为基础，进行体内特定部位或异物的空间定位，其本质是利用X射线锥形束与金属异物和仪器的空间关系来定位，但由于不是利用X射线直线传播特性来瞄准定位，而是利用粗大的X射线锥形束来定位，故精确性欠佳，且反复多次调整操作才能成功穿刺到位。而定位穿刺装置利用X射线的直线传播特性作为定位瞄准基准线进行穿刺，由于该基准线天然存在，使用本装置应用经由这根瞄准基准线形成的稳固瞄准管通道，可以方便的在X射线透视引导下对特定目标部位进行准确的穿刺，堪称一枪中标的“X射线瞄准枪”。然而，若要定位准确则需掌握其便用方法，熟练使用技巧，在熟练使用的前题下，才可极大提高穿刺的准确性，尽可能在最短的时间内完成手术，从而也大辐降低X射线辐射剂量，达到造福医患双方的目的。本装置仍有很大的改进空间，随着临床实践的不断深入，“X射线瞄准枪”必将得到不断的改善，进而使得X射线引导的穿刺更加精准，使用更加便捷，适用性更加广泛。

定位穿刺装置可用于C臂引导经皮空心螺钉内固定治疗[8]、C臂引导下经卵圆孔半月节射频治疗[9]、X射线透视引导下注射胶原酶治疗颈椎间盘突出症[10]、激光介入椎间盘减压术治疗腰椎间盘突出症中的X射线导向[11]以及肾盂结石的X射线定位穿刺治疗[12]；同时还可应用于X射线透视下肺部定位穿刺活检[13]、骨肿瘤穿刺活检的X射线导向[14]；甚致还可配合摘除器或异物钳使用实现快速摘取金属异物[15]；在射频治疗脊柱小关节综合征时X射线准确引导也可以有实际的应用[16]。该装置经材质改性后，甚至可用于磁共振成像和CT引导穿刺等的操作治疗[17]。

综上所述，定位穿刺装置适用于所有需要精准X射线引导的穿刺领域，可用于X射线透视下的定位穿刺治疗，以及直接瞄准穿刺部位进行穿刺，极大提高了穿刺的精确度和成功率，可有效解决X射线透视下定位穿刺耗时、费力而又欠准确的难题，值得在临床推广使用。

[1]肖恩华主编.双语医学影像学[M].长沙：中南大学出版社，2005：16.

[2]郑广鹰.X线定位基准线在透视定位穿刺中的应用研究[J].中国中西医结合影像学杂志，2010，8(2)：127-132.

[3]郑广鹰.241例微量腰椎硬膜外造影的X线表现分析[J].中国中西医结合影像学杂志，2005，3(2)：121-122.

[4]湛永滋，黄昌杰，黄剑锋，等.X线模拟定位机导向经皮肺穿刺活检的临床应用[J].中国现代医学杂志，2004，14(3)：114－115.

[5]范峻，邢光富，史常文.异物坐标定位器与异物钳在人体软组织异物取出术中的应用[J].中国外科杂志，2006，44(23)：1650-1651.

[6]孙守中，李培祥，王贞芳.体表金属针X线定位下软组织内金属异物取出术21例[J].山东医药，2006，46(8)：73.

[7]李杰，王先国，雷鸣，等.CT三维立体全身穿刺定位装置的研发及临床应用研究[J].中国医学装备，2015，12(8)：29-33.

[8]陈尊荣，徐献信.C臂引导经皮空心螺钉内固定治疗对股骨颈骨折患者骨代谢及机体应激的影响观察[J].中国医药科学，2016，6(12)：189-192.

[9]王志剑，章勇.C臂引导下经卵圆孔半月节选择性位点射频治疗三叉神经痛[J].中国疼痛医学杂志，2015，21(9)：684-687.

[10]郭应龙.X线透视引导下注射胶原酶治疗颈椎间盘突出症的临床研究[J].中国医学工程，2015，23(2)：20-21.

[11]朱君，崔明华.X线导向Nd：YAG激光器行介入椎间盘减压术治疗腰椎间盘突出症[J].中华放射学杂志，2005，39(11)：1210-1211.

[12]Hoznek A，Ouzaid I，Gettman M，et al. Fluoroscopy-guided renal access in supine percutaneous nephrolithotomy[J].Urology，2011，78(1)：221-224.

[13]张华.C臂透视引导下经皮肺穿刺活检临床应用分析[J].医学影像学杂志，2015，25(8)：1384-1386.

[14]邓高荣，凌强，李太强，等.X线下肢体骨肿瘤穿刺活检的临床研究[J].中国当代医药，2010，17(17)：91.

[15]陈勇，李彦豪，曾庆乐，等.透视下套管法钳取深部软组织内金属异物[J].中华放射学杂志，2001，35(4)：299-301.

[16]Zhou Q，Zhou F，Wang L，et al.An investigation on the effect of improved X-rays-guided radiofrequency thermocoagulation denervation on lumbar facet joint syndrome[J].Clin Neurol Neurosurg，2016，148：115-120.

[17]孙远新，史峰军，崔明宇.3-D移动X线机引导下PVP治疗脊柱恶性肿瘤的临床研究[J].哈尔滨医科大学学报，2013，47(1)：88-93.

Research and development of a X-ray-guided puncture positioning device

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ZHENG Guangying, ZHANG Jun-fang, CHEN Bin, et al//China Medical Equipment,2017,14(1):5-7.

Objective: To develop a puncture positioning device is guided by X-ray in real time in order to accurately puncture positioning. Methods: The device consists of a sight tube inserted in a holder, a fixation universal joint, a fixation clamp and a puncture needle, and it has been developed based on the “three-point line” marksmanship principle and the characteristic that the photons of X-ray straight forward propagate. In use, the aiming at channel can be formed when the object achieves three overlaps with far and near ends of sight tube on X-ray machine screen by adjusting sight tube position. Used this fixation device, a puncture needle could be more conveniently and accurately inserted into the tube and achieve puncture positioning. Results: Using this device, the successful rate of first puncture positioning of 30 patients reaches up to 95.8% when the operation time for every patient is limited in the first 5 minutes. Conclusion: This device can greatly increase the success rate and precision of puncture positioning. At the same time, it also efficiently resolve series problems of X-ray-perspective puncture positioning, such as less efficient, less accuracy and high cost.

X-ray guided; Target; Puncture; Positioning device

10.3969/J.ISSN.1672-8270.2017.01.002

1672-8270(2017)01-0005-03

R197.39

A

2016-03-16

福州市科技计划(2013-S-126-3)“X线透视引导定向测量定位穿刺装置的研制”

①福州市中医院放射科 福建 福州 350001

②福州经济技术开发区医院放射科 福建 福州 350001

③福州市中医院 福建 福州 350001

④福州市中医院骨科 福建 福州 350001

*通讯作者：eagler1@189.cn

郑广鹰,男,(1962- ),本科学历，主任医师。福州市中医院放射科、福州经济技术开发区医院放射科，研究方向：X射线空间定位。