錐形束CT聯(lián)合iGuide引導系統(tǒng)在經皮經胸肺穿刺活檢術中的應用

曹碧輝，陳德基，梁寶霞，練　輝，張振峰，楊彥鴻，馮云飛

(廣州醫(yī)科大學附屬第二醫(yī)院放射科，廣東 廣州　510260)

經皮經胸肺穿刺活檢術(percutaneous transthoracic needle biopsy, PTNB)是一種并發(fā)癥少、診斷準確率較高的肺內腫物定性診斷方法，在臨床被廣泛應用。目前常用的引導設備如CT、DSA、超聲及MR等均存在不足[1-2]。錐形束CT(cone-beam CT, CBCT)聯(lián)合iGuide技術不僅可提供類CT高分辨率斷層圖像(可顯示3 cm以下的肺結節(jié))[2]，而且采用iGuide三維(three-dimesional, 3D)引導系統(tǒng)可實時、動態(tài)監(jiān)測肺穿刺活檢過程，CBCT聯(lián)合iGuide技術用于引導PTNB已獲得國內外學者[3-4]的廣泛關注。本研究評估CBCT聯(lián)合iGuide虛擬3D引導系統(tǒng)應用于PTNB的準確性、安全性及其輻射劑量。

1　資料與方法

1.1 一般資料收集2016年9月29日—2017年2月7日于我院采用CBCT結合iGuide虛擬3D引導系統(tǒng)行PTNB的存在肺部病灶的患者30例(均為單發(fā)病灶)，其中男20例，女10例，年齡19～81歲，平均(58.2±16.4)歲；體質量指數(shù)14.53～32.86 kg/m2，平均(21.15±3.78)kg/m2；凝血酶原時間10.1～16.2 s，平均(12.39±1.28)s；腫物最大徑0.8～8.7 cm，平均(3.43±1.90)cm；18例病灶位于中上肺，12例位于下肺；25例為實體瘤，5例為毛玻璃樣腫瘤。所有患者均無嚴重的呼吸、循環(huán)及神經等系統(tǒng)疾病。30例患者中，2例術前有腫瘤病史(1例為直腸癌手術史，1例為右肱骨骨肉瘤病史)。所有患者術前均簽署知情同意書。

1.2 儀器與方法采用Siemens Artis Q雙臂DSA系統(tǒng)，CBCT采用6 s HDR(高清)模式；18G同軸切割穿刺活檢針(Cook公司)。

根據(jù)術前影像學資料確定患者體位(仰臥或俯臥)；采用CBCT掃描及三維重建功能獲得MPR類CT圖像；采用iGuide引導系統(tǒng)于MPR圖像規(guī)劃最佳穿刺路徑，確定體表進針點和穿刺終點，兩點連線即為虛擬穿刺路徑，連線長度即為進針深度；將C臂調整到“bull's eye view(牛眼位)”，此時激光燈的十字交點即為體表穿刺點；標記穿刺點后對皮膚進針點區(qū)域消毒，予1%利多卡因局部麻醉穿刺點；根據(jù)“牛眼位”及兩個“progression views(進針位)”確定3D進針角度，透視下使穿刺針和虛擬穿刺路徑完全重合，再次行CBCT掃描明確穿刺針位置，如穿刺針未到位，可重新設定穿刺路徑。明確穿刺針到位后，多角度、多方位取出2～3條長約1 cm組織送病理檢查(圖1)。再次行CBCT掃描，明確有無氣胸或肺內出血等并發(fā)癥。記錄患者手術體位、進針深度、活檢次數(shù)、并發(fā)癥、手術時間(從局部麻醉到取材后復查CBCT結束)、輻射劑量。

1.3 準確度判斷將肺穿刺活檢惡性病理結果(如肺腺、鱗癌等)歸類于活檢陽性。真陽性：病理結果和患者手術病理結果均為惡性或活檢診斷為原發(fā)性惡性腫瘤或轉移瘤；假陽性：活檢和手術病理結果不一致(即活檢病理結果為惡性，而手術病理結果證實為良性病變)。將全部活檢良性病理結果(如結核、錯構瘤及炎癥等)歸于活檢陰性。真陰性：活檢和手術病理結果均為良性或活檢結果為非特異性良性病灶(如錯構瘤)；假陰性：活檢病理結果為非惡性診斷，手術病理結果為惡性者。病理不明確：活檢病理結果不確定且無隨訪資料，歸于失訪。

1.4 輻射劑量記錄手術結束后系統(tǒng)自動計算的劑量面積乘積(dose area product， DAP)值，估算有效劑量(effective dose, ED)：ED=轉換系數(shù)(k)×DAP，k為0.17 mSv/(Gy·cm2)[4]。

2　結果

30例患者中，1例因取材量不夠影響病理診斷，再次穿刺取材成功，穿刺技術成功率96.67%(29/30)；18例采取仰臥位，12例采取俯臥位。平均進針深度(5.46±1.79)cm，平均穿刺(1.23±0.50)次；1例患者因年紀較大，配合欠佳，且病灶較小，共行3次穿刺，取所有3次穿刺的標本行病理檢查。平均手術時間為(13.03±3.61)min，ED為(7.95±4.57)mSv。

穿刺術后CBCT復查發(fā)現(xiàn)6例(6/30，20.00%)氣胸，總量均小于10.00%，保守治療2天后復查CT顯示已基本吸收；3例(6/30，10.00%)出現(xiàn)咯血，給予止血藥后均無繼續(xù)出血。無嚴重并發(fā)癥(如空氣栓塞、嚴重呼吸困難及大動脈出血)和手術相關死亡患者。

圖1患者女，51歲，因咳血絲痰入院，CBCT聯(lián)合iGuide系統(tǒng)引導肺穿刺活檢的過程A.術前CT增強檢查提示左下肺腫物(最大徑3.3 cm); B.CBCT掃描后，于最佳層面采用iGuide引導系統(tǒng)確定體表(綠“○”)及靶病灶(綠“十”)穿刺點，制定進針路徑(綠線)； C、D.利用“牛眼位”(C)及“進針位”(D)沿穿刺路徑進針; E.CBCT明確穿刺針到位; F.病理結果證實左下肺腫物為腺癌(HE,×200)

穿刺活檢病理：24例為惡性，包括14例腺癌，4例鱗癌，小細胞癌、肺母細胞瘤、大細胞神經內分泌瘤、間變性大細胞淋巴瘤、惡性間皮瘤、轉移性骨肉瘤各1例，6例為良性，包括慢性炎癥5例及1例結核瘤。無病理不明確的診斷。1例穿刺活檢病理證實為慢性炎癥，手術病理證實為浸潤性腺癌；1例因穿刺活檢樣本較少，病理診斷為慢性炎癥，再次取材，第二次活檢證實為結核。PTNB診斷肺部病變的準確率為96.67%(29/30)，敏感度為96.00%(24/25)，特異度為100%(5/5)，陽性預測值為100%(24/24)，陰性預測值為83.33%(5/6)。

3　討論

CBCT是一種由C型臂DSA機圍繞患者旋轉而得到的類似于CT圖像的技術。在介入操作中，該技術已廣泛用于神經系統(tǒng)、骨骼肌肉系統(tǒng)及腹部等系統(tǒng)和部位[5-6]。張勇等[2]提出CBCT可明顯提高PTNB中肺結節(jié)穿刺的準確率。王鑫等[3]對46例患者采用CBCT聯(lián)合iGuide 3D虛擬引導系統(tǒng)行PTNB，穿刺活檢陽性率為95.7%。Lee等[1]對1 108例患者采用CBCT聯(lián)合3D引導系統(tǒng)行PTNB，并分析采用該方法的穿刺準確率、輻射劑量、并發(fā)癥及其相關影響因素，發(fā)現(xiàn)PTNB穿刺肺部病灶的敏感度、特異度及準確率分別達95.7%、100%及97.0%。本研究中，穿刺活檢肺部病灶的敏感度、特異度及準確率分別為96.00%(24/25)、100%(5/5)、96.67%(29/30)，與Lee等[1]研究結果基本一致。

研究[7-9]證實傳統(tǒng)CT具有圖像分辨率及引導穿刺活檢準確率高等優(yōu)點，但輻射劑量較高、操作空間相對窄狹。相對于CT，CBCT結合iGuide 3D虛擬引導系統(tǒng)有如下特點：

(1)CBCT引導肺部病變的效能高。盡管CBCT的密度分辨率較CT稍差，但肺組織具有天然的空氣對比，可增加肺組織和病灶的對比度，使PTNB在CBCT引導下仍具有可行性，且檢測肺結節(jié)能力仍然不低于CT[10]。Heck等[8]對85例患者(99個肺腫瘤)采用CT引導下PTNB，其診斷肺腫瘤的敏感度、特異度和準確率分別達95%、100%和96%。Hiraki等[9]對1 000例肺癌患者行CT引導下PTNB，診斷肺腫瘤的敏感度、特異度和準確率分別達94.2%、99.1%及95.2%。本研究中，PTNB的診斷肺部病變的敏感度、特異度及準確率分別達96.00%(24/25)、100%(5/5)及96.67%(29/30)，其診斷效能與傳統(tǒng)CT或CT透視引導下進行的PTNB結果相當[8-9,11]；

(2)CBCT聯(lián)合iGuide 3D引導系統(tǒng)可實時監(jiān)測穿刺過程。CBCT聯(lián)合iGuide 3D引導系統(tǒng)后，不僅具有類似于CT實時監(jiān)測的功能，可實時反饋穿刺針進針深度和進針角度，且iGuide引導系統(tǒng)可在術前根據(jù)CBCT的MPR圖像設定虛擬穿刺路徑，避開重要的臟器或組織，有助于手術的安全性。本研究手術并發(fā)癥發(fā)生率30.00%(9/30)，且無嚴重的手術并發(fā)癥發(fā)生，與劉麗等[12]的結果類似；iGuide路徑可在操作屏幕全程顯示，方便引導穿刺進針，且在穿刺過程中，除有“牛眼位”確定進針點外，另有兩個“進針位”可確定進針深度和角度，形成3D定位系統(tǒng)引導進針，進一步保證了高準確率(96.67%)和技術成功率(96.67%)，減少穿刺次數(shù)，本研究的平均穿刺次數(shù)僅(1.23±0.50)次；

(3)操作空間大，可節(jié)省手術時間。DSA設備相對于傳統(tǒng)CT，具有較大的操作空間，不僅有利于醫(yī)師的操作，還有利于患者的配合，尤其對于一些較難穿刺的部位，可節(jié)省手術時間。本研究的平均手術時間為(13.03±3.61)min，與同類研究[13]類似。

但因診斷準確率不僅受影像引導設備的影響，還受活檢方法、操作者技術和患者因素的影響[4]，故目前仍無法明確CBCT結合iGuide引導系統(tǒng)本身在引導PTNB時對于提高穿刺準確率的貢獻，但與傳統(tǒng)的CT等引導方法比較，該系統(tǒng)檢出肺部病變的準確率高，提示CBCT結合iGuide引導系統(tǒng)可克服CT等引導設備在引導PTNB時的不足。

根據(jù)國際放射防護委員會(International Commission on Radiological Protection， ICRP)102號[14]報告，輻射對于眼晶狀體的損傷是確定性效應，其隨著劑量的累積，發(fā)生白內障等眼疾病的風險也不斷增加。因此，CT引導下行PTNB的輻射劑量問題值得關注。Floridi等[15]對100例肺腫瘤患者采用CBCT聯(lián)合iGuide引導下行PTNB，平均有效劑量為11.62 mSv。本研究ED為(7.95±4.57)mSv，略低于上述研究，且與Lee等[1]的(7.3±4.1)mSv類似。但根據(jù)“盡可能合理地降低”原則[14]，仍需繼續(xù)改進手術方法，操作中盡量減少CBCT掃描次數(shù)，以達到盡可能降低PTNB輻射劑量的目的。

總之，CBCT聯(lián)合iGuide虛擬引導系統(tǒng)可提供3D虛擬穿刺路徑，并可實時監(jiān)控，精確定位，快速活檢，有利于穿刺操作，縮短手術時間，并保障手術安全；CBCT在引導PTNB時具有較高的診斷準確率和安全性以及相對合理的輻射暴露，具有較高的臨床應用價值。

[參考文獻]

[1]Lee SM, Park CM, Lee KH, et al. C-arm cone-beam CT-guided percutaneous transthoracic needle biopsy of lung nodules: Clinical experience in 1108 patients. Radiology, 2013,271(1):291-300.

[2]張勇，李曉群，黃大鋇，等.C型臂CT在肺結節(jié)活檢術中的應用價值.中國介入影像與治療學,2012,9(10):707-710.

[3]王鑫，柳林，朱坤，等.DSA 實時導向結合iGuide 路徑引導及Dyna CT三維重建技術在經皮穿刺肺結節(jié)的應用.中國實驗診斷學,2011,15(7):1153-1155.

[4]Choi JW, Park CM, Goo JM, et al. C-arm cone-beam CT-guided percutaneous transthoracic needle biopsy of small (≤ 20 mm) lung nodules: Diagnostic accuracy and complications in 161 patients. AJR Am J Roentgenol, 2012,199(3):W322-W330.

[5]Hirota S, Nakao N, Yamamoto S, et al. Cone-beam CT with flat-panel-detector digital angiography system: Early experience in abdominal interventional procedures. Cardiovasc Int Radiol, 2006,29(6):1034-1038.

[6]Carrafiello G, Fontana F, Mangini M, et al. Initial experience with percutaneous biopsies of bone lesions using XperGuide cone-beam CT (CBCT)： Technical note. Radiol Med, 2012,117(8):1386-1397.

[7]Bhatt KM, Tandon YK, Graham R, et al. Electromagnetic navigational bronchoscopy versus CT-guided percutaneous sampling of peripheral indeterminate pulmonary nodules: A cohort study. Radiology, 2018,286(3):1052-1061.

[8]Heck SL, Blom P,Berstad A. Accuracy and complications in computed tomography fluoroscopy-guided needle biopsies of lung masses. Eur Radiol, 2006,16(6):1387-1392.

[9]Hiraki T, Mimura H, Gobara H, et al. CT fluoroscopy-guided biopsy of 1,000 pulmonary lesions performed with 20-gauge coaxial cutting needles. Chest, 2009,136(6):1612-1617.

[10]Higashihara H, Osuga K, Azuma T, et al. Detection of pulmonary nodules by C-arm CT using a phantom lung: Comparison with CT. Acta Radiol, 2011,52(9):964-968.

[11]Maxwell AW, Klein JS, Dantey K, et al. CT-guided transthoracic needle aspiration biopsy of subsolid lung lesions. J Vasc Interv Radiol, 2014,25(3):340-346.

[12]劉麗，卲天朋，曹建民，等.CT引導經皮穿刺活檢術診斷孤立性肺結節(jié).中國介入影像與治療學,2016,13(2):73-76.

[13]Jiao D, Yuan H, Zhang Q, et al. Flat detector C-arm CT-guided transthoracic needle biopsy of small (≤2.0 cm) pulmonary nodules: Diagnostic accuracy and complication in 100 patients. Radiol Med, 2016,121(4):268-278.

[14]Valentin J, International Commission on Radiation Protection. Managing patient dose in multidetector computed tomography (MDCT). ICRP Publication 102. Ann ICRP, 2007,37:1-79.

[15]Floridi C, Radaelli A, Abi-Jaoudeh N, et al. C-arm cone-beam computed tomography in interventional oncology: Technical aspects and clinical applications. Radiol Med, 2014,119(7):521-532.