CT四維電磁導(dǎo)航在腫瘤微創(chuàng)介入治療中的應(yīng)用

王忠敏， 陳志瑾， 李麟蓀

近年來，我國癌癥發(fā)病率呈上升趨勢，以肺癌為例，根據(jù)世界癌癥報告（GLOBOCAN）2008數(shù)據(jù)，我國肺癌調(diào)整發(fā)病率為33.5/10萬，死亡率為58.7/10萬，均居腫瘤發(fā)病和死亡第一位［1］。部分胸腹部惡性腫瘤（如肺癌、肝癌、腎癌等）患者在明確診斷時已失去手術(shù)機會，需要尋找合適的替代治療。近年來，影像引導(dǎo)下的腫瘤微創(chuàng)介入治療正越來越廣泛地應(yīng)用于這些患者，其中影像引導(dǎo)在指引醫(yī)師精確穿刺到達病灶的過程中起到了重要的作用［2-5］。

傳統(tǒng)穿刺是在透視引導(dǎo)下進行，缺點是對醫(yī)患雙方射線量大。目前最常用的是CT和B超導(dǎo)向，B超雖具有操作簡便靈活、無輻射、實時監(jiān)控穿刺針位置等優(yōu)點，但超聲對于骨骼和含氣臟器的探測能力有限，因此在肺部病變的微創(chuàng)治療中受到限制。

CT檢查因其分辨率高，可清晰顯示病灶大小、位置、形態(tài)及與周圍結(jié)構(gòu)的空間關(guān)系，且不受氣體和骨骼的影響，被廣泛用于全身各部位穿刺活檢及介入治療時的輔助導(dǎo)向［6-8］。但CT引導(dǎo)也具有以下缺點：操作過程無法實時監(jiān)控，穿刺方法多為定位盲穿、步進式；由于患者的呼吸移動，需多次掃描并調(diào)整穿刺針的位置，延長了手術(shù)時間，增加了出血等并發(fā)癥；重復(fù)掃描使患者受到的輻射量增加。

因此，需要有定位更精確、操作更安全、輻射影響小的影像引導(dǎo)方法。四維電磁導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)運而生。

1 四維電磁導(dǎo)航系統(tǒng)工作原理

四維電磁導(dǎo)航系統(tǒng)的電磁場發(fā)生器可以在其周圍空間產(chǎn)生一個磁場，然后把電磁場定位傳感器放入這個磁場范圍內(nèi)，磁場令傳感器產(chǎn)生電信號。通過電信號，設(shè)備能計算出電磁場定位傳感器在磁場中相應(yīng)的空間坐標(biāo)。同時設(shè)備再把CT圖像和電磁場定位傳感器對接耦合計算出我們導(dǎo)航所需的圖像。

2 四維電磁導(dǎo)航優(yōu)勢

這一系統(tǒng)是在CT圖像或X線三維圖像基礎(chǔ)上利用電磁追蹤技術(shù)進行定位和導(dǎo)航的工具，采用上述圖像與患者呼吸運動相匹配，通過模擬圖像指導(dǎo)穿刺針或消融針沿原定運動軌跡與靶點進行穿刺。

所謂四維也就是由通常的空間軸的X、Y、Z軸和時間軸（呼吸門控）等四軸構(gòu)成四維。所謂呼吸門控其實是呼吸影像的模擬再現(xiàn)，當(dāng)屏幕上出現(xiàn)原先核定的呼吸相位時，屏幕提示穿刺，而不在位時，屏幕提示停止穿刺，從而使術(shù)者可以在無射線下精確穿刺，而患者不需憋住呼吸，只要求自然平穩(wěn)慢呼吸即可。在四維電磁導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)備顯示允許進針的時候穿刺進針，準(zhǔn)確率可達 98%［9］。

四維電磁導(dǎo)航系統(tǒng)使術(shù)前方案最優(yōu)化，較為準(zhǔn)確地確定穿刺點、進針方向及深度，術(shù)中以最短時間達到精準(zhǔn)定位。

實時引導(dǎo)功能可在穿刺過程中引導(dǎo)醫(yī)師避開周圍重要結(jié)構(gòu)以免造成損傷，提高了手術(shù)的安全性，避免了調(diào)整進針的重復(fù)掃描，減少了輻射量，為患者、護士、醫(yī)師提供了更加安全的環(huán)境。

本系統(tǒng)可將當(dāng)前的平掃與以往采集的CT增強圖像/PET圖像融合從而獲得更多的信息?？稍诖┐踢^程中精確地對病灶進行定位。

3 臨床應(yīng)用

3.1 腫瘤穿刺活檢

活檢結(jié)果的準(zhǔn)確性與穿刺取材具有代表性與否密切相關(guān)，例如對于直徑大于3 cm的腫瘤，其中心容易壞死，活檢時應(yīng)避免從中心取材；對于較小和較深的病灶，需多次進行CT掃描，調(diào)整穿刺角度，才能到達病灶，因此手術(shù)時間較長，患者受到的輻射也較多［10-11］。四維電磁導(dǎo)航的使用可以精確定位病灶，提高活檢取材的準(zhǔn)確性，避免反復(fù)穿刺引起的并發(fā)癥，且減少了輻射劑量。楊杰等［12］對30例患者（研究組）應(yīng)用IG4電磁導(dǎo)航系統(tǒng)行CT引導(dǎo)下經(jīng)皮穿刺肺活檢術(shù)，結(jié)果研究組穿刺時間為（10.63±2.34）min，較僅應(yīng)用常規(guī)CT引導(dǎo)的對照組穿刺時間［（14.88 ± 3.29）min］明顯縮短；同時，術(shù)者可通過顯示器觀察穿刺針行進至病灶過程，提高了穿刺的安全性。

3.2 CT引導(dǎo)消融治療腫瘤

在影像引導(dǎo)下，通過化學(xué)藥物或射頻、微波等對腫瘤進行治療，其療效與針尖位置的精度密切相關(guān)。四維電磁導(dǎo)航的應(yīng)用可以提高探針定位精確度，確保腫瘤完全消融。Santos等［13］對19例患者進行了電磁導(dǎo)航肺腫瘤穿刺和消融手術(shù)，均只需皮膚穿刺1次，探針平均調(diào)整次數(shù)為1.2次（0～2次），平均介入手術(shù)時間為5.2 min（1～20 min），研究認為電磁導(dǎo)航是影像引導(dǎo)介入手術(shù)的有效輔助方法。

3.3 放射性粒子植入治療腫瘤

放射性粒子植入時應(yīng)按照巴黎系統(tǒng)原則，放射源應(yīng)呈直線排列，相互平行；各放射源（粒子）之間應(yīng)等距離（15～20 mm），因此植入粒子在腫瘤內(nèi)的分布情況對治療結(jié)果有很大影響。以往的腫瘤放射性粒子植入多在CT引導(dǎo)下進行，尤其對于肺部病灶，呼吸運動會對粒子植入的精確性造成影響。利用四維電磁導(dǎo)航的呼吸門控功能，在呼吸門控提示匹配時近針，可以提高操作準(zhǔn)確性，避免“冷點”出現(xiàn)，可減少重復(fù)掃描次數(shù)，降低輻射劑量。

4 使用時注意事項

（1）在開展使用前，應(yīng)對醫(yī)師進行原理講解和看圖習(xí)慣培訓(xùn)，縮短學(xué)習(xí)曲線時間。

（2）設(shè)備匹配安裝工程師需要同時熟悉各種品牌型號CT的設(shè)置，才能保證CT圖像設(shè)置與四維電磁導(dǎo)航系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)鏈接正常有效。

（3）由于導(dǎo)航專用探針長度以及磁場發(fā)生器的磁場范圍限制，對于較深部位的腫瘤，尤其是距離皮膚超過20 cm以上的病灶，使用本導(dǎo)航引導(dǎo)有一定難度。因此，尚需對本設(shè)備進行改進，便于對遠端病灶的穿刺。

綜上所述，四維電磁導(dǎo)航系統(tǒng)是目前研發(fā)的最佳系統(tǒng)，通過CT引導(dǎo)介入手術(shù)結(jié)合呼吸門控，有助于提高CT引導(dǎo)下活檢和介入治療時穿刺的準(zhǔn)確性，縮短手術(shù)時間，在提高安全性的同時有效降低輻射劑量，減少射線對患者的傷害［12-18］，尤其為胸腹部病灶精確穿刺、微創(chuàng)介入治療提供了條件，是一項具有廣闊應(yīng)用前景的影像引導(dǎo)技術(shù)。然而電磁導(dǎo)航還存在一些不足，例如導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用范圍不夠，初學(xué)者不易掌握，設(shè)備價格較貴，因此，如何應(yīng)用還有待進一步規(guī)范。

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