光學(xué)導(dǎo)航系統(tǒng)輔助CT導(dǎo)向在經(jīng)皮穿刺活檢術(shù)中的應(yīng)用研究

孫木水，楊榮騫，陳錦福，李春田，竹曉雷，馬 杰

（佛山市南海區(qū)大瀝醫(yī)院影像科 廣東 佛山 528231）

CT引導(dǎo)下肺穿刺活檢術(shù)是確診肺癌及肺結(jié)節(jié)病理組織類(lèi)型的重要手段，已廣泛應(yīng)用于臨床實(shí)踐，但其無(wú)法對(duì)肺穿刺路徑無(wú)法進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，活檢進(jìn)針精準(zhǔn)性差，且易導(dǎo)致肺活檢的臨床并發(fā)癥[1]。利用光學(xué)定位技術(shù)實(shí)時(shí)跟蹤肺穿刺的針位姿勢(shì)，能夠提供精準(zhǔn)、客觀、實(shí)時(shí)交互的肺穿刺活檢引導(dǎo)。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證明，光學(xué)導(dǎo)航與CT影像融合肺穿刺整體方案能夠提供實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)肺穿刺活檢精準(zhǔn)路徑，達(dá)到快速輔助臨床肺穿刺活檢的研究目標(biāo)。基于此，本研究旨在探究在經(jīng)皮穿刺活檢術(shù)中應(yīng)用光學(xué)導(dǎo)航系統(tǒng)輔助CT導(dǎo)向的臨床價(jià)值，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取佛山市南海區(qū)大瀝醫(yī)院經(jīng)皮穿刺活檢術(shù)患者66例，采用數(shù)字隨機(jī)表法隨機(jī)分為對(duì)照組與觀察組各33例。納入標(biāo)準(zhǔn)：①單發(fā)病灶；②超聲檢查、痰脫落細(xì)胞學(xué)檢查、纖維支氣管鏡檢查、胸水檢查等不能確定性質(zhì)的病灶；③依從性較好。排除標(biāo)準(zhǔn)：①合并慢性支氣管炎、慢性阻塞性肺疾病、肺大皰等疾??；②合并凝血功能障礙；③精神疾病患者。對(duì)照組中男性20例，女性13例；年齡37～72歲，平均年齡（50.16±5.20）歲；病灶直徑最大12.50 cm，最小0.70 cm，平均（3.67±0.72）cm。研究組中男性21例，女性12例；年齡36～73歲，平均年齡（50.22±5.31）歲；病灶直徑最大12.44 cm，最小0.69 cm，平均（3.65±0.70）cm。兩組患者的一般資料比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），具有可比性。本研究符合《赫爾辛基宣言》要求。

1.2 方法

對(duì)照組實(shí)施CT導(dǎo)向下穿刺：①選用德國(guó)西門(mén)子的64排螺旋CT機(jī)，以CT圖像為依據(jù)對(duì)穿刺部位進(jìn)行確定，在病灶對(duì)應(yīng)胸壁位置定標(biāo)貼片。②使患者選擇平臥位，再予以CT掃描，對(duì)最佳穿刺路徑進(jìn)行確定，并對(duì)進(jìn)針深度、角度進(jìn)行確定。③常規(guī)消毒并鋪巾，之后通過(guò)2%利多卡因予以局麻處理，按照確定位置緩慢進(jìn)針，再通過(guò)CT掃描，對(duì)穿刺針到達(dá)病灶位置進(jìn)行確定。④進(jìn)行活檢取樣，并進(jìn)行組織固定，之后送檢。研究組實(shí)施光學(xué)導(dǎo)航系統(tǒng)輔助CT導(dǎo)向下穿刺：①選用美國(guó)Marconi公司的Ipath 200光學(xué)追蹤引導(dǎo)系統(tǒng)，德國(guó)西門(mén)子的64排螺旋CT機(jī)，美國(guó)巴德公司的巴德分體式切割活檢槍?zhuān)绹?guó)MD Electronics公司的18G同軸切割活檢針（15 cm長(zhǎng)）。②定位像掃描。按照CT圖像對(duì)穿刺位置進(jìn)行確定，在病灶對(duì)應(yīng)胸壁位置定標(biāo)貼片，使患者選擇平臥位，并指導(dǎo)其勻速、平均呼吸，之后再實(shí)施CT掃描。③對(duì)位融合。先將CT圖像導(dǎo)出，再將其向圖像處理系統(tǒng)傳入，系統(tǒng)對(duì)CT圖像標(biāo)記點(diǎn)進(jìn)行識(shí)別，確定中心區(qū)域，之后與光學(xué)導(dǎo)向系統(tǒng)鋪貨的標(biāo)記點(diǎn)中心區(qū)域影響進(jìn)行對(duì)位融合，進(jìn)而對(duì)體表、內(nèi)靶點(diǎn)三維空間位置進(jìn)行確定，完成對(duì)位融合之后，將系統(tǒng)切換呈實(shí)時(shí)融合導(dǎo)航模式，進(jìn)而對(duì)最佳進(jìn)針路徑進(jìn)行確定。④進(jìn)針取樣。首先進(jìn)行常規(guī)鋪巾并消毒處理，采用2%利多卡因進(jìn)行局麻，在進(jìn)針之前再次對(duì)位置進(jìn)行校對(duì)，對(duì)進(jìn)針點(diǎn)進(jìn)行確定，并確定進(jìn)針角度，將10 mL注射器與活檢針相連接，注意注射器管壁有3個(gè)標(biāo)記點(diǎn)，利用光學(xué)跟蹤導(dǎo)航系統(tǒng)，對(duì)注射器上標(biāo)記點(diǎn)進(jìn)行跟蹤，以便于實(shí)時(shí)監(jiān)控針尖、針體所處部位，可反映出病灶靶點(diǎn)、針尖之間空間位置變化，再與呼吸運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的位移相結(jié)合，緩慢進(jìn)針，對(duì)穿刺深度、角度進(jìn)行調(diào)整，使針尖達(dá)到病灶合適位置，再通過(guò)活檢槍柄對(duì)病變組織進(jìn)行切取，固定之后送檢，對(duì)穿刺并發(fā)癥進(jìn)行觀察與處理。

1.3 觀察指標(biāo)

①比較兩組穿刺效果：包括定位時(shí)間、穿刺時(shí)間、調(diào)針次數(shù)、總手術(shù)時(shí)間。②比較兩組輻射情況：包括掃描次數(shù)、輻射劑量。③比較兩組并發(fā)癥情況：涉及到肺內(nèi)局部出血、氣胸以及咳血等。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

使用SPSS 22.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。符合正態(tài)分布的計(jì)量資料采用（± s）表示，行t檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料用頻數(shù)（n）和百分率（%）表示，組間比較采用χ2檢驗(yàn)。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組穿刺效果對(duì)比

研究組定位時(shí)間、穿刺時(shí)間、調(diào)針次數(shù)、總手術(shù)時(shí)間均短于對(duì)照組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），見(jiàn)表1。

表1 兩組經(jīng)皮穿刺活檢術(shù)患者穿刺效果對(duì)比（ ± s）

表1 兩組經(jīng)皮穿刺活檢術(shù)患者穿刺效果對(duì)比（ ± s）

2.2 兩組輻射情況對(duì)比

研究組掃描次數(shù)、輻射劑量均小于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），見(jiàn)表2。

表2 兩組經(jīng)皮穿刺活檢術(shù)患者輻射情況對(duì)比（ ± s）

表2 兩組經(jīng)皮穿刺活檢術(shù)患者輻射情況對(duì)比（ ± s）

2.3 兩組并發(fā)癥情況對(duì)比

研究組并發(fā)癥總發(fā)生率（18.18%）低于對(duì)照組（39.39%），差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），見(jiàn)表3。

表3 兩組經(jīng)皮穿刺活檢術(shù)患者并發(fā)癥情況對(duì)比[n（%）]

3 討論

CT引導(dǎo)下經(jīng)皮穿刺活檢術(shù)是肺部小結(jié)節(jié)病變與周?chē)筒∽兊闹饕\斷方式，也是確診肺腫瘤病變的病理組織類(lèi)型的重要方法之一，適合在纖維支氣管鏡無(wú)法觀察的病變區(qū)域定性診斷中應(yīng)用，是臨床診療和預(yù)后判斷的重要依據(jù)[2]。臨床CT肺穿刺活檢的質(zhì)量主要依賴CT引導(dǎo)及操作者熟練水平，需多次CT定位及反復(fù)訓(xùn)練肺穿刺才能達(dá)到準(zhǔn)確取材的目的。然而反復(fù)肺穿刺易導(dǎo)致氣胸、肺內(nèi)出血等并發(fā)癥。肺穿刺活檢術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)既能降低肺活檢的風(fēng)險(xiǎn)，又提高醫(yī)療安全與診療效果，具有臨床價(jià)值及良好社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。相關(guān)研究指出，CT引導(dǎo)下經(jīng)皮穿刺活檢術(shù)不僅定位準(zhǔn)確，且創(chuàng)傷輕，確診率較高，不會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重并發(fā)癥[3]。但在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，因穿刺期間需要多次進(jìn)行掃描觀察，會(huì)產(chǎn)生一定的輻射危害。隨著影像學(xué)技術(shù)發(fā)展，影像導(dǎo)航輔助定位穿刺系統(tǒng)在臨床診斷中不斷應(yīng)用與普及，其不僅具備影像技術(shù)特點(diǎn)，同時(shí)具備導(dǎo)航定位優(yōu)勢(shì)，還可以強(qiáng)化微創(chuàng)介入治療過(guò)程中的實(shí)時(shí)監(jiān)控作用，提高手術(shù)器械操作的精準(zhǔn)度[4]。然而，國(guó)內(nèi)外手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)主要應(yīng)用于頭部、神經(jīng)外科、骨科等領(lǐng)域，基于胸腹腔手術(shù)導(dǎo)航技術(shù)，尚處于初始研究階段，均為磁導(dǎo)航，無(wú)法提供準(zhǔn)確的深度以及實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)肺穿刺路徑信息，對(duì)針尖進(jìn)入肺組織后導(dǎo)致的偏倚誤差也無(wú)法提供反饋，不能解決由于患者呼吸運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的穿刺誤差[5]。

光學(xué)手術(shù)導(dǎo)航是廣泛應(yīng)用的手術(shù)導(dǎo)航技術(shù)之一，具有實(shí)時(shí)性好、精度高、不受電磁設(shè)備干擾等優(yōu)勢(shì)。目前，光學(xué)定位主要見(jiàn)于肝癌消融導(dǎo)航[6]。使用手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)輔助手術(shù)之前，需要對(duì)圖像空間和實(shí)際空間進(jìn)行注冊(cè)，即手術(shù)注冊(cè)。此過(guò)程需要醫(yī)生按順序，手動(dòng)提取實(shí)際空間和圖像空間中所有標(biāo)記點(diǎn)坐標(biāo)，是手術(shù)導(dǎo)航中操作流程最復(fù)雜、耗時(shí)最多、對(duì)系統(tǒng)誤差有重要影響的步驟。同時(shí)由于呼吸運(yùn)動(dòng)，使得穿刺針尖偏離靶點(diǎn)距離太大，往往不能達(dá)到可接受的誤差范圍。所以，如何在肺穿刺過(guò)程中快速跟蹤器官的移位與形變，尋找最佳穿刺時(shí)隙，是精準(zhǔn)肺穿刺必須解決的關(guān)鍵問(wèn)題[7]?；诠鈱W(xué)定位系統(tǒng)，聯(lián)合人工智能分析，及高水平的臨床經(jīng)驗(yàn)，共同研發(fā)實(shí)時(shí)精準(zhǔn)的肺穿刺導(dǎo)航系統(tǒng)，規(guī)劃準(zhǔn)確與安全穿刺路徑，實(shí)時(shí)計(jì)算由患者呼吸帶來(lái)的位置誤差，預(yù)測(cè)肺活檢的穿刺風(fēng)險(xiǎn)，降低其帶來(lái)的并發(fā)癥為研究目標(biāo)，具有重大的臨床意義。光學(xué)定位系統(tǒng)利用攝像頭對(duì)標(biāo)記點(diǎn)目標(biāo)進(jìn)行觀察，而這些標(biāo)記點(diǎn)目標(biāo)可以反射光線或主動(dòng)發(fā)光，以便于獲得相關(guān)信息，再向定位系統(tǒng)進(jìn)行傳輸，結(jié)合雙目立體視覺(jué)原理進(jìn)行精確定位，對(duì)目標(biāo)區(qū)上標(biāo)記點(diǎn)進(jìn)行追蹤，為操作者提供精確空間位置，方便對(duì)手術(shù)器械進(jìn)行動(dòng)態(tài)跟蹤，并引導(dǎo)其準(zhǔn)確、精確到達(dá)目標(biāo)區(qū)域[8]。之后操作者利用光學(xué)導(dǎo)航系統(tǒng)對(duì)其予以實(shí)時(shí)監(jiān)控，結(jié)合空間定位，準(zhǔn)確掌握手術(shù)部位、手術(shù)器械之間的空間對(duì)位關(guān)系，確定其解剖結(jié)構(gòu)，以患者呼吸運(yùn)動(dòng)為依據(jù)對(duì)進(jìn)針深度、角度進(jìn)行調(diào)整，以便于對(duì)病灶予以精準(zhǔn)操作，此種方式不僅能夠保證高度的精確性，而且可以避免電磁干擾，可以在各部位活檢引導(dǎo)中應(yīng)用[10]。

然而，當(dāng)前鮮有光學(xué)導(dǎo)航系統(tǒng)輔助CT導(dǎo)向在經(jīng)皮穿刺活檢術(shù)中的應(yīng)用研究報(bào)道。基于此，本研究通過(guò)光學(xué)導(dǎo)航系統(tǒng)輔助CT導(dǎo)向?qū)嵤┙?jīng)皮穿刺活檢術(shù)，并與常規(guī)CT導(dǎo)向作對(duì)比，對(duì)其穿刺效果、輻射情況及并發(fā)癥發(fā)生情況進(jìn)行分析[9]。本研究結(jié)果顯示，研究組定位時(shí)間、穿刺時(shí)間、調(diào)針次數(shù)、總手術(shù)時(shí)間均短于對(duì)照組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。研究組掃描次數(shù)、輻射劑量均小于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。研究組并發(fā)癥總發(fā)生率（18.18%）低于對(duì)照組（39.39%），差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。提示光學(xué)導(dǎo)航系統(tǒng)可以利用圖像融合的方式，使穿刺活檢方案得到優(yōu)化，為操作者提供準(zhǔn)確穿刺點(diǎn)，確定穿刺深度、角度，以便于在最短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行最為精準(zhǔn)的定位與取樣操作；光學(xué)導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用可以減少輻射危害，提供保護(hù)效應(yīng)，同時(shí)可以提高穿刺成功率，避免穿刺損傷，安全性較好。

綜上所述，在經(jīng)皮穿刺活檢術(shù)中，相較于CT導(dǎo)向下穿刺，光學(xué)導(dǎo)航系統(tǒng)輔助CT導(dǎo)向的應(yīng)用的定位更加準(zhǔn)確，穿刺也更加準(zhǔn)確，且安全性較好，輻射劑量減少，值得臨床推廣應(yīng)用。