18F-FDG PET/CT实时导航技术对肺结节穿刺活检的应用研究

邓燕云，肖国有，王国栋，黄健，覃丽兰，韦建林，蒋艳萍，柴华

1. 柳州市工人医院 核医学科，广西 柳州 545000；2. 广西医科大学附属肿瘤医院 核医学科，广西 南宁 530021

引言

肺结节影像学表现缺乏特异性，诊断一直是临床难点。因肺内结节位置及气管水平的影响，支气管镜下肺结节活检应用受限，近年来电子计算机断层扫描（Computed Tomography，CT）引导经皮肺穿刺活检在诊断肺结节方面应用广泛[1]。随着正电子发射计算机断层显像（Positron Emission Tomography，PET）/CT 设备的增多，PET/CT 在肺部结节诊断的价值研究越来越多，PET/CT 作为功能代谢与解剖结构影像结合的设备不仅可以对病灶进行解剖结构定位，而且同时可以反映病变的增殖活性，国内外有少数研究者在CT 引导经皮肺穿刺诊断肺结节时参照PET/CT 的图像作相关报道[2-3]，但受呼吸伪影及体位的影响，参考价值受限。本研究通过应用后处理技术将患者穿刺前的PET图像与穿刺定位时CT 图像进行点对点融合从而实现实时多模态下引导经皮穿刺活检来诊断肺结节，并与常规CT引导的病例对照研究，报告如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2016 年1 月至2020 年1 月在我院接受常规胸部CT 检查发现肺内结节且难以明确病变性质者共118 例，去除合并严重的心脑血管、肺气肿等疾病及体质差无法耐受手术者，共60 例纳入本研究，其中男32 例，女28 例，年龄48～81 岁，中位年龄65 岁。病灶直径最小0.5 cm，最大3.3 cm，平均为1.9 cm。病灶位于右肺26 例：上叶14 例、中叶8 例、下叶4 例，左肺34 例：上叶20 例、下叶14 例，其中54 例获得术后病理诊断，6 例临床治疗后随访12 个月以上病灶明显缩小、消失后证实。

按照主要非处理因素配对将60 例患者分组，即按照肺结节大小相近（直径差值<0.2 cm）、病变部位两两配对，每组编号1、2，共30 对，随机分为多模态引导组和常规组，均由同一名具有5 年以上CT 引导穿刺经验的医师分别运用两种方法穿刺活检。

1.2 操作方法

多模态引导组患者根据1 周内的PET 图像与穿刺活检定位时的CT 平扫图像或增强图像进行融合确定活检靶点，常规组患者采用常规CT 引导下穿刺活检。

1.2.1 PET/CT显像及穿刺定位扫描

多模态引导组均采用西门子Biograph mCT 系列的PET/CT 扫描仪，PET/CT 显像方法及条件：禁食6 h 以上，测血糖、称体重后，空腹血糖控制在8.1 mmmol/L 以下，经手背静脉注射18F-FDG 5.5 MBq/kg，暗室静卧1 h 显像，扫描范围包括整个肺部。CT 扫描条件：电压120 kV、电流160 mA、螺距0.75、层厚5 mm，层间距2 mm。PET 扫描：平静呼吸采集全身或肺部图像，床位/3 min，共采集8～10 个床位，重建层厚2 mm，将图像传输至西门子专用工作站进行图像后处理。穿刺CT 定位：患者先行全肺部扫描，扫描条件：层厚1.25 mm，螺距1，管电压80 kV，电流100 mA，将CT 定位图像传输至工作站，与患者之前2 周内的PET 图像进行点对点图像融合及重建，根据病灶的部位、FDG 摄取程度综合分析后确定穿刺靶点及体位，体表置定位栅，选定最佳活检层面，结合设备激光定位线、定位栅及扫描床坐标参数，制定进针路径、角度和深度，同时实时进行图像点对点融合及校正进针角度。

1.2.2 常规CT引导下穿刺

常规组患者采用常规CT 引导下穿刺活检，具体步骤：常规消毒、铺巾、2%利多卡因局部麻醉后严格按照预设穿刺路径、角度、深度穿刺，穿刺针为美创公司15 G×6.8 cm 同轴穿刺针。患者呼气后屏气，快速穿破胸膜达病灶后，CT扫描证实针头到达靶点后退出针芯，用biopinc 16 G×10 cm或15 cm 全自动活检枪切取1.3 cm 组织，取材满意拔出穿刺针，加压包扎，行全肺扫描了解有无气胸、血胸等并发症，严密观察2 h，并嘱患者平卧4 h。以10%福尔马林固定标本，送病理行组织细胞学检查。

1.3 观察指标

观察指标包括：① 首次穿刺成功率：首次进针即达到靶点并取材满意；② 穿刺成功操作所用时间：患者摆定体位至穿刺完成所用总时间；③ 活检针在肺内停留时间：进入及退出胸膜前后时间差；④ 并发症发生率；⑤ 诊断准确率：依据手术病理或临床治疗后随访结果为最终诊断。

1.4 统计学方法

采用配对设计列表的精确检验方法，应用SPSS17.0统计软件，计数资料用率表示，计量资料符合正态分布用x-±s表示，两组方法穿刺的诊断效能评价应用非参数χ2检验或Fisher 精确概率法检验进行比较，计量资料采用配对t检验，所有统计学检验，均以P＜0.05 认为差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 两组穿刺结果比较

60 例患者中，多模态引导组与常规组穿刺靶点到位率均为100%。多模态引导组中29 例穿刺活检的组织细胞学结果与手术后病理或临床治疗后最终诊断相符，1 例因取材组织过少无法作出明确病理诊断；穿刺活检确定恶性肿瘤25 例如图1，其中腺癌14 例、鳞癌5 例、转移性腺癌4 例，小细胞癌2 例；良性病变4 例，其中结核病3 例（2 例为手术切除后病理证实，1 例抗结核治疗后随访病灶缩小、纤维化证实）、炎性侵润1 例（抗炎治疗后随访病灶消失）；穿刺诊断符合率为96.67%。常规组中24 例CT 引导下穿刺活检得到的组织细胞学结果与手术后病理或临床治疗后随访最终诊断相符，5 例因取材组织过少无法作出明确病理诊断，1 例穿刺过程中因出现气胸、咳血，患者要求终止操作（手术后病理为肺腺癌），穿刺活检确定恶性肿瘤18 例，其中腺癌11 例、鳞癌3 例、转移性腺癌3 例、小细胞癌1 例；良性病变6 例，其中结核病5 例（4 例手术证实，1 例抗结核治疗后随访病灶缩小、纤维化证实）、炎性肌纤维母细胞瘤1 例（手术证实）；穿刺诊断符合率为80.00%。两组间首次穿刺成功率分别为50.00%（15/30）和16.67%(5/30)，组间比较差异有统计学意义（P<0.05）。详见表1。

2.2 两组平均穿刺进针次数比较

多模态引导组平均穿刺进针次数为1.566 次，低于常规组的2.000 次，差异具有统计学意义（t=3.067，P=0.002）。

2.3 两组间穿刺时间比较

多模态引导组与常规组的活检针在肺内停留时间分别为（5.63±1.71） min与（6.88±3.56） min，穿刺成功操作时间分别为（18.26±3.64）min与（19.86±4.19）min，组间比较差异均有统计学意义（P<0.05），见表2。

图1 25例穿刺活检确定恶性肿瘤图像

表1 两组间穿刺结果比较（%）

images/BZ_41_428_2123_462_2157.pngimages/BZ_41_506_2126_535_2155.pngimages/BZ_41_541_2125_575_2153.pngimages/BZ_41_599_2202_630_2231.png

2.4 两种并发症发生情况比较

多模态引导组并发症发生率为6.67%（2/30），均为少量气胸或穿刺区周围少量渗血改变，未予处理，3 d 后CT复查吸收。常规组并发症发生率为33.33%（10/30），其中发生气胸者4 例（13.33%），肺组织压缩均小于15%，未做特殊处理，3 d 后复查均完全吸收；肺内少量出血者6 例（20.00%），为穿刺区周围少量渗出改变，未予处理。多模态引导组并发症发生率低于常规组，差异有统计学意义（t=5.104，P=0.024）。

3 讨论

3.1 18F-FDG PET/CT实时导航技术引导下穿刺活检的优势

肺结节经皮肺穿刺活检术是临床病理活检取材最常用的方法。目前，经皮肺穿刺活检主要在X 线、B 超或CT引导下进行。X 线引导病灶定位精确度差；B 超引导仅适用于胸膜下病变；CT 密度分辨率高具有强大的图像后处理功能，相对其他引导方法穿刺安全、微创、精准[4]，据文献报道，CT 引导下肺结节经皮肺穿刺活检的诊断准确率为77%～91.8%[5-8]。PET/CT 作为功能显像和解剖结构影像的结合不仅可以反映肺病灶解剖结构情况，而且同时反应病灶代谢活性信息。近年来已有报道CT 引导下经皮穿刺活检参考PET/CT 图像用于恶性实体肿瘤定性及分期诊断[3,9-12]，相关报道肺结节穿刺准确率达85%～100%[10,12-13]。

本研究通过后处理技术实现CT 穿刺定位图与患者2 周内检查的PET 图进行多模态同机融合精准定位，针对病灶活性最高区域进行穿刺，取得了总体穿刺成功率为100%，首次穿刺成功率及平均穿刺次数均较常规CT 引导穿刺法减少。同时多模态引导组活检针在肺内停留时间为（5.63±1.71） min 及穿刺成功操作时间（18.26±3.64）min，较常规组（6.88±3.56）min 与（19.86±4.19）min 也明显缩短。Cerci 等[14]回顾性对比PET/CT 引导（188 例）与CT 引导（146 例）下穿刺活检诊断实体肿瘤的价值，结果显示两组穿刺成功率及并发症并无显著差异。CT 引导经皮肺穿刺活检的并发症主要为气胸、肺出血、胸痛、针道转移等，其中病变部位及深度、穿刺次数、穿刺针型号、病变周围情况等因素与并发症密切相关[15-17]。因此进针次数的减少及肺内进针停留时间的缩短使本研究中多模态引导组穿刺活检并发症发生率大幅减低。本研究通过后处理技术实时将患者之前检查的PET 图与穿刺定位时扫描的CT图像点对点进行融合，减少了因呼吸伪影或体位改变代谢活性区匹配不精确，本组研究中多模态引导组穿刺法的穿刺诊断符合率达到96.67%，与丁勇生等[18]、Cornelis 等[19]报道结果一致。18F-FDG 是非特异性的显像剂，在肺部病变诊断中，活动性结核、炎症、结节病、寄生虫病等均可引起摄取增高等假阳性，从而影响PET/CT 对肺部病变的定性诊断，但是对于协助引导经皮肺穿刺活检确定穿刺靶点却无影响，无论良恶性，均可突显病灶内高代谢活性区域，为选择穿刺靶点提供直接依据[20]。

3.2 18F-FDG PET/CT实时导航技术引导下肺结节穿刺活检穿刺过程中技术要点

① 精确定位，尽量缩短PET/CT 检查时间与穿刺时间间隔，防治病灶变化大影响融合精度；② 多模态融合前先参照之前PET/CT 及增强CT 图像综合选取穿刺靶目标，并对穿刺定位图与PET 图进行点对点精准校准，以准确反映病灶各部分代谢活性情况；③ 精准计划，即穿刺前需精准测量靶目标距离皮肤进针点的距离、角度（水平角、垂直角、回转角）并做好进针路线计划；④ 尽量选取垂直进针点，垂直进针较斜角进针易掌握穿刺方向[21-23]；⑤ 缩短穿刺时间，尽量减少进针次数，缩短活检针在肺内停留时间及穿刺操作时间，减少不必要的重复扫描及调针等。

本研究的不足之处：与传统增强CT 引导穿刺相比，PET/CT 不能突显病灶与肺血管的关系，穿刺时难以避免损伤血管，尤其对肺门和纵隔旁血管较多区域的病灶更为危险，因此有时需要结合增强CT 综合确定穿刺路径，提高穿刺的安全性。在肺结节病变诊断中PET/CT 存在一定假阳性或假阴性，炎症、结核及良恶性肿瘤的SUV 存在重叠，尤其是在肺癌合并炎症、结核或其他肉芽肿病变时极易误导穿刺靶点的选择，因此必要时需行多点穿刺以减少误诊的机会，另外因PET/CT 检查费用昂贵，本技术只建议在前期做过PET/CT 的患者中推广。

总之，18F-FDG PET/CT 实时导航技术引导下肺结节穿刺活检更容易获取满意的病理标本，提高穿刺成功率，缩短穿刺时间，降低并发症，是一种安全、微创、穿刺成功率高的技术。