胸廓呼吸同步联合激光角度引导提升经皮肺穿刺精准性的临床研究

本研究报告探讨了通过胸廓呼吸活动匹配（Ram）技术与激光角度引导器（LAG）相结合，提升CT引导下经皮肺穿刺准确性的创新方法。研究结果显示，与传统穿刺（Con组）和仅激光引导（Laser组）相比，Ram组首次穿刺到位率显著提高（67.05%），操作时间与CT扫描次数显著减少，并发症发生率呈下降趋势。该技术操作简便、成本较低，为肺结节活检、消融和定位提供了更精准、安全的解决方案，具有重要的临床推广价值。

　　

引言

CT引导下经皮肺穿刺是胸外科和呼吸介入领域的关键技术，广泛应用于肺肿瘤活检、消融治疗和术前定位。然而，对于直径较小（尤其是小于2 cm）的肺结节，穿刺准确性仍面临较大挑战。呼吸运动及穿刺角度的偏差是影响穿刺精度的两大主要因素。现有技术如磁导航设备和呼吸门控系统虽能部分解决这些问题，但设备昂贵、操作复杂，限制了其临床普及。为此，本研究团队开发了一种结合胸廓呼吸活动匹配技术和激光角度引导的新型穿刺辅助方案，旨在以更低的成本、更简便的操作提升穿刺准确性并减少并发症。

材料与方法

伦理声明

本研究经厦门人文医院医学伦理委员会批准（批号：HAXM-EMC-20230103-001-01）。所有操作均符合赫尔辛基宣言（2013年修订版）的伦理标准。鉴于研究为回顾性设计，伦理委员会豁免患者知情同意，但涉及图像展示的病例仍签署书面同意。

数据收集

研究纳入2022年1月至2023年9月期间于厦门人文医院接受经皮肺穿刺的患者277例，根据穿刺技术分为三组：传统穿刺组（Con组，96例）、激光引导组（Laser组，93例）以及胸廓呼吸匹配联合激光引导组（Ram组，88例）。所有穿刺操作由同一资深主治医师完成，以最大程度减少操作者差异。纳入标准包括肺结节最大径≤2 cm、接受活检、消融或定位穿刺；排除标准包括无法配合、多发病灶、凝血功能障碍及穿刺路径存在肺气肿或肺大疱等高风险因素。

穿刺设备与技术

胸廓活动校准板

该设备为3D打印制成的“L”形聚酰胺板，含双矩形板（25 cm×20 cm×0.5 cm），通过转轴连接并可调节角度。板上标有点状与线状双刻度（点径1 mm，线宽1 mm，间距2 mm），配套定位扣与含铅指示带。其工作原理为：将校准板置于CT床，指示带贴于患者胸壁随呼吸移动，通过激光发射器在特定刻度投射光线，引导患者在穿刺时调整呼吸幅度，使胸廓位置与CT定位时一致，从而减少呼吸运动对穿刺的影响。

激光角度引导器（LAG）

LAG由304不锈钢与丙烯酸板材制成的外围框架和激光角度仪组成。角度仪可显示水平与垂直角度并发射十字定位激光，确保穿刺针按预设角度进针。设备经环氧乙烷灭菌，激光仪完全封闭，避免污染手术区域。

穿刺操作流程

Ram组操作包括：① 根据结节位置选择体位，放置校准板与指示带，首次CT扫描确定穿刺点、进针角度（a°）、结节深度（b cm）及呼吸刻度（e）；② 穿刺针固定于LAG，从标记点进针至皮下；③ 调整LAG角度使激光与预设水平线（c线）重合，并使十字激光与CT床纵轴和横轴平行；④ 设置角度仪显示XY轴（水平面）为a°，Z轴（矢状面）为0°；⑤ 患者调整呼吸使校准板激光与指示带重合，穿刺至预定深度；⑥ CT确认位置，必要时调整；⑦ 完成活检、消融或定位操作。Laser组除未使用胸廓校准板外余同Ram组；Con组则完全依赖术者经验调整穿刺角度与深度。

观察指标

主要观察指标包括首次穿刺到位率、CT扫描次数、操作时间及并发症（如气胸、出血、血胸等）。其中，操作时间定义为从皮肤消毒至CT确认穿刺针达预定位置的时间；并发症需术后CT评估，如气胸压迫肺组织＞30%或胸腔积血＞300 ml需引流处理。

统计分析

使用PASS 2021进行样本量估算，基于初步数据（Con组与Ram组首次成功率分别为24%与67%），设定α=0.05、检验效能=0.9，至少需264例，本研究满足这一要求。计量资料以x?±s表示，多组比较采用方差分析及LSD法；计数资料以n（%）表示，行χ2检验或Fisher精确检验。以P<0.05为差异有统计学意义，所有分析通过R语言完成。

结果

基线资料比较

三组患者在年龄、性别、体质指数（BMI）、结节大小、结节位置、皮肤至结节距离及穿刺目的（活检、消融或定位）等方面均无显著差异（P>0.05），组间可比性良好。

穿刺技术指标对比

Ram组首次穿刺到位率（67.05%）显著高于Laser组（37.63%）和Con组（23.96%），P<0.001。CT扫描次数Ram组（3.66±1.06次）少于Laser组（4.09±1.05次）和Con组（4.50±1.08次），P<0.001。操作时间Ram组（23.05±13.89 min）短于Laser组（28.83±13.78 min）和Con组（35.14±14.20 min），P<0.001。并发症总体发生率在三组中依次降低（Ram组7.95% vs. Laser组16.13% vs. Con组26.04%），但无统计学意义（P=0.146）。进一步分析并发症类型发现，仅气胸发生率差异显著（Ram组5.68% vs. Laser组12.90% vs. Con组19.79%，P=0.018）。

讨论

呼吸运动与进针角度偏差是影响CT引导下肺穿刺精度的关键因素。胸廓活动校准板通过匹配呼吸时相使肺与体表相对位置固定，LAG则通过三维角度引导确保穿刺针按预设轨迹进针。两者结合显著提升了穿刺准确性，尤其对于<2 cm的小结节。与国外昂贵的磁导航或呼吸门控技术相比，本研究提出的设备成本低、操作简便，更适于资源有限的环境推广。然而，本研究为单中心回顾性设计，结论需多中心前瞻性研究进一步验证。此外，当前设备仍有优化空间，距商业化推广尚有距离。

结论

胸廓呼吸同步联合激光角度引导是一种有效提升经皮肺穿刺准确性、减少操作时间及辐射暴露的创新技术，具有临床推广潜力和应用前景。