智能导航辅助CT引导下肺部结节活检的临床应用

(福建医科大学附属第二医院，福建 泉州 362000 1 影像科； 2 呼吸科)

随着肺部CT检查的增多，肺部结节的检出率明显增高，CT引导下经皮肺穿刺术是一种简单、方便、损伤小的定性诊断方法[1]。CT引导不能实时监控，穿刺精度欠佳，同时有电离辐射，使其发展和应用受到了一定的影响，国内外学者尝试了各种引导方式，如CT三维数字化导航[2]、电磁导航[3-4]、 激光导航[5]、三维超声导航[6]等，但都有其不足。本研究使用了新型智能导航系统MAXIO进行肺结节经皮穿刺活检术，研究该导航系统引导穿刺的安全性及其可行性，并评价其穿刺的精度。现将结果报告如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

我院2015年12月—2016年12月拟接受肺结节经皮穿刺活检术的病人120例，其中智能导航辅助CT引导组(研究组)55例，男39例，女16例；年龄平均(60.7±13.1)岁；55个结节，结节大小平均为(2.0±0.6)cm；病灶中心距胸膜平均(3.2±1.4)cm。常规CT引导组(对照组)65例，男45例，女20例；年龄平均为(58.6±11.0)岁；共65个结节，结节大小(2.1±0.6)cm，病灶中心距离胸膜(3.5±1.1)cm。两组病人年龄、性别、结节大小以及病灶中心与胸膜的距离差异均无统计学意义(P>0.05)。病人术前血小板计数、出凝血时间和凝血酶原时间均在正常范围内。所有病人术前均行胸部CT增强扫描。

1.2 仪器与设备

新型智能导航系统MAXIO(Perfint Healthcare Pvt.Ltd，USA)是一个将CT扫描图像经智能导航系统处理设计后引导穿刺并由术者操控的立体定位机械辅助设备。此导航设备包括一个集成式计划工作站、带有持针器的机械导引臂、控制面板、连接器面板及底部对接装置。集成式计划工作站由平面显示器及触控板组成，主要显示接收到的CT扫描获得的DICOM格式图像，并完成三维重建，术者在此工作站制定操作计划及穿刺路径，系统会计算出进针角度、深度及机械导引臂到达的位置。控制面板完成MAXIO的固定对接、控制机械导引臂的移动以及持针器的闭合与释放。

扫描设备为GE公司Optima CT520 16排CT机。活检采用17G同轴针(GALLINI S.R.L，Italy)及18G半自动活检枪(GALLINI S.R.L，Italy)。

1.3 活检方法

1.3.1对照组穿刺方法 病人取仰卧位、俯卧位或侧卧位，选取最佳穿刺部位及进针方向，根据CT机激光定位及定位栅栏确定穿刺点，于穿刺点徒手进针，穿刺过程中进行CT扫描观察同轴针的方向及针尖位置，同轴针到达病灶内，拔出针芯，接半自动活检枪取材。术后再次扫描观察有无并发症。穿刺点消毒，创可贴或无菌纱布保护创面。组织标本用体积分数0.10甲醛固定，送病理检查。病人平卧休息4～6 h，止血、止咳预防性用药，以减少术后并发症的发生。

1.3.2研究组穿刺方法 病人均行CT扫描，层厚3 mm，层间距1 mm，X轴及Y轴均设定为0。初次扫描后将图像以DICOM格式传输至MAXIO工作站，术者根据病灶情况选取最佳的穿刺进针点和靶点，输入同轴针的长度。工作站可用2D和3D形式显示模拟的穿刺路径(图1A)，计算出进针角度及深度，以及CT机床所需移动的位置。将CT机床移动至设定的位置，按下定位键，MAXIO机械臂能自动到达设定的位置。将导针夹固定于机械臂的终端持针器上，持穿刺针穿过导针夹中间的孔道，后推送穿刺针直至针柄紧贴导针夹，完成穿刺(图1B)。释放持针器回撤机械臂至原来位置，重复CT扫描核实穿刺针位置。若针尖偏离目前，则根据经验手动调整，直至穿刺成功。术后将计划穿刺路径与穿刺后图像进行融合观察精度偏差(图1C)。

1.4 观察指标

比较两组穿刺时间(第一次扫描开始至穿刺成功结束所用的时间)、精度偏差(一次穿刺后针尖距离目标靶心的距离)、穿刺次数(每个结节穿刺成功所用的穿刺次数)、扫描次数(每次结节穿刺过程中的扫描次数)、剂量长度乘积(DLP，每个结节穿刺成功后所接受的电离辐射剂量)、并发症(有无气胸、出血等)。

2 结 果

120例病人均成功完成肺结节经皮穿刺活检术。研究组穿刺次数、扫描次数、穿刺时间、精度偏差、DLP均低于或短于对照组，差异有统计学意义(t=4.5～16.7，P<0.01)。研究组5例出现了气胸，2例经胸腔闭式引流后痊愈，3例经抽气后痊愈；4例出现痰中带血，经保守治疗后痊愈。对照组6例出现气胸，3例经胸腔闭式引流后痊愈，3例经抽气后痊愈；4例出现痰中带血，经保守治疗后痊愈；1例出现血胸经止血等治疗后恢复。两组并发症发生率比较，差异无统计学意义(P>0.05)。见表1。

3 讨 论

随着介入影像学的发展，经皮穿刺肺活检已成为明确肺部病变性质的重要手段。1976年首次报道了CT导引下经皮肺穿刺活检术，比其他导向(如超声、X线透视)更具有方便准确的优点[7]。CT能清晰显示病变的大小、位置以及与周围结构的关系，已成为肺部病灶穿刺活检的主要引导方式，但操作过程无法实时监控，进针有一定的盲目性，对于部分病人需多次扫描并调整穿刺针的位置，既增加了并发症发生的概率，又增加了病人的辐射剂量[8]。虽然有些学者采用透视CT下进行肺结节穿刺活检术，但是病人照射的剂量并没有明显减少[9]。本研究对照组中直径小、位置深的结节，穿刺的次数明显增多。

表1 两组相关指标比较

A：计划穿刺路径；B：穿刺后图像；C：穿刺前后融合图像。

智能辅助导航系统的主要优势在于精确制导，在三维空间制定操作方案，由机器人实现对穿刺角度及深度的控制，弥补三维空间意识的不足以及切换至二维CT图像所致的手眼不一致，避免了常规导航相当大程度依赖于操作人员所致的误差[10]。当一个病灶在最大横断面无法设计最佳穿刺路径时，可通过选择上、下肋骨间隙进行进针，有效避开骨骼、血管、心脏等重要组织器官。目前已有学者相继开展智能导航辅助CT引导下肝脏射频消融术[7,10]、肺恶性肿瘤放射性粒子植入术[11]、椎间关节穿刺术[12]等。本研究中，研究组穿刺时间、精度偏差、穿刺次数、扫描次数以及DLP等方面均明显优于对照组，与国内外其他学者的研究结果相一致[8,10-13]。智能辅助导航能够提高穿刺精度，一方面减少穿刺次数，进一步缩短穿刺时间，另一方面减少扫描次数，DLP减低，病人接受辐射剂量减低。理论上穿刺时间减少以及穿刺次数减少，并发症应该减低，但本研究中发现两组无统计学意义，可能与活检并发症少、术者操作MAXIO熟练程度以及术者肺活检的熟练程度有关。

虽然智能导航辅助系统能精准引导，但是在本研究组中有3例肺结节通过5次调整穿刺针才获取满意标本，可能与病人的固定以及术前呼吸训练有关，故不能完全依赖于导航辅助系统。本研究使用的MAXIO不足之处在于，导航系统需固定在CT机床的一侧，影响术者的操作空间；其次MAXIO机器臂的穿刺角度不能大于60°，病人穿刺前需调整好体位，此可能影响病人舒适感；再次对于多发病灶，部分病灶可能会超出将MAXIO机器臂到达范围，需要MAXIO移到对侧，影响操作进程。本研究观察的例数较少，同时MAXIO仅用于肺结节穿刺活检术，尚需将MAXIO运用于多器官恶性肿瘤的放射性粒子植入、射频消融等其他方面，以便更全面地评价MAXIO的应用价值。

总之，应用智能辅助系统能够减少CT引导下经皮肺穿刺活检术的穿刺次数、减少扫描次数、缩短穿刺时间、提高穿刺的准确性、减低病人接受辐射的剂量，操作简便，值得推广。

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