超声对经皮肺穿刺活检后气胸的检测效能及其对降低患者辐射中的价值

刘 君 唐 平 赵艳军 张 雷 倪建明

气胸是CT引导下的经皮肺穿刺（percutaneous transthoracic needle biopsy， PTNB）最常见的并发症，文献报道的发生率介于27%～54%之间[1-3]。经典的CT引导下的PTNB由术前定位、术中引导和术后复查三个步骤组成。Kloeckner等发现术中引导所产生的有效辐射剂量仅仅占总剂量的15%，而85%产生于围手术期[3]。随着对电离辐射损害及其随机效应带来的未来癌症风险升高认识的提高，术后进行CT扫描复查以排除气胸的必要性引起了学者的关注，因为其产生了40%左右的额外辐射[4]。一些学者认为CT引导穿刺相关的并发症很低，穿刺后常规CT复查是没有必要的，或应该用电离辐射小或无电离辐射的检查方法，如胸片或超声等[5]。基于二维超声“肺滑动征”和“慧尾征”消失、M型超声“平流层征”和“肺点”出现作为超声诊断气胸的可行性，这些征象的价值被随后的大量临床研究所证实[6-10]。因此，本研究拟采用前瞻性双盲对照研究，以PTNB术后复查CT为标准，比较超声对PTNB术后气胸的检测效能，探讨超声能否作为检测PTNB并发症的一种替代及其在降低患者辐射中的潜在价值。

方 法

1.一般资料

以无锡市第二人民医院2016年3月-2018年5月期间134例CT引导下的经皮穿刺活检的患者作为研究对象。男87例，女47例，平均年龄61.1±13.6岁（27～81岁）。术前所有患者均进行了胸部CT增强扫描，以排除血管性病变或病灶内动静脉瘘。本研究获得了医院伦理委员会批准，术前均获得患者本人或合法代理人的书面知情同意。

2.PTNB流程

先根据术前胸部CT进行体位设计，手术全程给予吸氧，心电、血压和血氧饱和度监测。采用Philips 16排螺旋CT(Precedence 16)，采集条件：管电压120kV，管电流100mA，层厚5mm，间隔5mm，平静呼吸采集。重建层厚2mm，间隔1mm，矩阵512×512。所有介入操作由两名有资质的介入放射医生完成。CT定位扫描并确定穿刺点和穿刺路径后，利用1%利多卡因5ml对穿刺点和穿刺路径进行浸润麻醉，用带针芯的外引导针进行经皮穿刺。在CT反复逐步引导下，调整穿刺针的穿刺深度和角度，直至针尖抵达病灶边缘。用18G全自动活切割检枪(BioPince，美国Argon公司) ，切割长度为13～23mm的组织1～2条。拔出穿刺针后，嘱患者常规取仰卧位，双手上举，再行胸部CT复查。

3.超声检查

胸部CT扫描结束后，立刻在CT检查床旁进行穿刺侧超声探查。所有超声检查由一名经过胸部超声诊断培训的并且有18年超声工作经验的超声专业医师，在不知道任何CT结果的情况下进行。利用便携式超声诊断仪型（M-Turbo，FUJIFILM SonoSite公司），在胸骨旁、锁骨中线、腋前线及穿刺点附近，对穿刺侧胸廓从上到下依次探查各肋间。正常胸膜腔二维超声可见胸膜线及其后方“肺滑动征”和“彗尾征”，M型超声胸膜线后方呈“沙滩征”。当出现气胸时，“肺滑动征”和“彗尾征”消失、出现“肺点”，M型超声胸膜线后方呈“平流层征”。当“肺滑动征”和“彗尾征”同时消失，并且M型超声出现“平流层征”或“肺点”作为诊断气胸的标准（图1）。最后再观察肋膈角区是否有积液。

4.数据收集和分析

两名放射科医生在工作站上，共同解读所有术中引导CT和术后复查CT的图像资料，判断有无气胸及其程度。两者不一致时，经过协商达成一致。以CT显示的脏层胸膜和壁层胸膜之间的距离对气胸的量进行分级：轻度（≤1cm）、中度（≤3cm）和重度（＞3cm）。患者所接受的CT辐射剂量用每次扫描的剂量长度乘积（DLP，mGy）累加来表示，按照DLP×权重因子κ，分别计算术前定位CT、术中引导CT及术后复查CT的有效辐射剂量，胸部采用κ=0.017mSv/(mGy·cm)。

以CT结果为金标准，计算超声诊断气胸的敏感性、特异性、阳性预测值、阴性预测值和准确性。应用SPSS 17.0软件，采用McNemar检验比较两种方法检出的气胸比率的差异，并计算Kappa值评价超声对气胸检测的一致性。以P＜0.05为差异有统计学意义。

结 果

1.超声对气胸检测效能

所有患者在PTNB术后情况稳定，无不能配合超声检查者。1例中度气胸及1例重度气胸患者，在回病房后，因出现胸痛和血氧饱和度下降，而进行了闭式引流。胸部CT和超声检查对134例患者术后气胸的检测结果见表1。134例患者中，CT检出气胸48例（35.8%），其中42例为轻度（87.5%），5例为中度(10.4%)，1个为重度(2.1%)。5例患者超声与CT不符合，其中假阴性4例（均为极少量气胸，1例位于前胸壁，2例位于后胸壁局限于穿刺点旁，1例局限于叶间裂），假阳性1例（穿刺区、肋间肌深面皮下气肿）。6例中度和重度患者，在超声上均被检出。

超声与CT诊断气胸的Kappa值为0.918，McNemar检验提示两种方法没有显著差异（P=0.375）。超声对PTNB后的气胸检测的准确性为96.3%，敏感性、特异性、阳性预测值、阴性预测值及其95%可信区间分别为97.8%（95% CI：86.8～99.9%）、95.5%（95% CI： 88.3 ～ 98.6%）、91.7%（95% CI： 79.1～97.3%）和98.8%（95% CI： 92.8～ 99.9%）。

图1 正常胸膜腔及气胸的二维和M型超声表现 。A.正常二维超声胸膜腔表现，可见胸膜滑动和“彗尾征”。B.正常胸膜腔M型超声表现，胸膜线后方呈“沙滩征”。C.气胸M型超声表现，胸膜线后方呈“平流层征”。D.少量气胸M 型超声表现，胸膜线后方“沙滩征”与“平流层征”交界的“肺点”出现。注：箭头代表胸膜线。

表1 134例PTNB术后胸部CT和超声检出的气胸（例）

2.CT辐射剂量

整个穿刺引导中的总的平均有效辐射剂量为8.11±1.16 mSv (DLP： 477.41±68.18mGy·cm)，其中术前定位为2.70±0.46mSv（158.63±27.19mGy·cm，占 33%），2.29±1.00mSv产生于穿刺引导过程（134.74±58.81mGy·cm，占28%），术后复查扫描产生 3.12±0.57mSv（184.05±33.84mGy·cm，占38%）。

讨 论

本组资料以“肺滑动征”和“彗尾征”同时消失、出现“平流层征”或“肺点”作为超声诊断气胸的标准，其敏感性为97.8%，和CT有非常高的一致性（Kappa=0.918）。Lichtenstein等研究显示“肺滑动征”和“慧尾征”同时消失来排除完全性气胸的敏感性（100%）、阳性预测值(100%)和特异性（96%）均非常高。对于隐匿性气胸，单独“肺滑动征”消失的敏感性、特异性分别为100%和78%，“肺滑动征”消失加A线为95%和94%，“肺滑动征”消失加A线以及“肺点”为79%和100%[7]。Zhang等对135例外伤患者的研究发现29例证实的气胸，超声敏感性为86.2%，而胸片为27.6%[6]。但这些研究报告的病例选择往往存在选择性偏倚，都是有临床症状改变提示气胸患者[6-8]，而本组数据为连续入组的以无症状的少量气胸为主。文献报道的两种诊断方法之间都有会一定的时间间隔（其间小的气胸可以自发性吸收或扩大，也可能有迟发性气胸的发生），并且需要将患者转运到CT室，再搬到检查床上（有加重气胸的可能）。本组资料胸部CT和超声检查之间的时间间隔可以忽略不计，其间也没有患者的转运和搬动。

本组资料气胸发生率为35.8%，且87.5%为轻度气胸，在文献报道的正常范围内。超声能够发现所有中度和重度气胸，假阴性仅见于极微量气胸。事实上这种少量的无症状性气胸大部分是自限性的，不需要进行特殊处理。需要指出的是，常规胸部超声以胸骨旁、锁骨中线、腋前线逐级检测各个肋间，PTBN需要额外增加穿刺点旁探查，因为很多微量气胸是局限于穿刺点周围的。穿刺点周围的皮下气肿也会造成假阳性，但这种情况的发生率极低；出血是PTNB的另一个重要并发症，其发生率为3.4%～43%[1-2]，但其中90%以上为不需要处理的轻度肺实质出血。由于肺内气体，超声对肺实质出血不敏感，但超声能够准确检出胸腔积液，而且能够进行连续观察。事实上严重的肺出血极其罕见，Tomiyama等对9783例PTNB分析显示严重的肺出血或咳血为0.061%，血胸为0.10%[1]。危及生命需要紧急处理的大出血发生在组织切割的瞬间，都会伴有临床症状和生命体征改变而获得临床诊断，这时候进行任何影像检查以证实诊断只会干扰紧急处理。

本组资料显示，穿刺术后的床旁超声能够检出91.7%的CT发现的气胸，因此将超声整合到CT引导的PTNB流程中，部分取代术后复查CT扫描是可行的。由于围手术期的剂量占整个检查中辐射剂量的85%[3]，因此通过优化现有的操作流程，对于降低CT介入患者所受辐射剂量的空间是巨大的。倪建明等[5]认为PTNB是安全的，重大并发症非常罕见，而且可以通过临床症状和重要生命体征观察得到早期诊断。对所有患者不加区分的、常规进行术后CT复查，以检测事实上不会给患者带来任何伤害的这些轻微并发症，实际工作中更多是为了满足病历完整性规定以及潜在的举证倒置的法律要求。本组资料的平均有效辐射剂量是8.11±1.16 mSv，术后复查扫描的剂量是3.12±0.57mSv，占整个剂量的38%，超声检测PTNB相关气胸的效能和CT具有非常高的一致性，用超声来替代CT观察PTNB术后并发症，不仅能够满足临床的法学要求，更可以降低接近40%的额外辐射剂量。

本研究的局限性在于：首先，没有对气胸的范围进行定量分析，并与CT测量的气胸范围进行比较，因为超声不能提供像CT那样的壁层胸膜和脏层胸膜之间积气的体积或厚度的数据。超声对积气的量化只能通过在每个肋间隙逐一标记气胸存在的位置进行体表投射来标识，这也是一个相对耗时的过程。尽管Ding等[8]研究认为超声探测气胸的范围和CT有非常高的一致性（Kappa=0.669），但气胸程度与临床表现并不都呈正相关。对于治疗决策的判断，临床评估的重要性远远高于影像学测量的气胸程度[11]。采用超声短时间内动态观察气胸体表投射标识的变化，对于预测无症状的中等量气胸是否可能转变为张力性气胸才是其真正意义所在。如果范围没有进一步扩大，则可以回病房继续观察，如果其范围扩大，或出现临床改变，则需要进行气胸抽吸或闭式引流。第二，本组资料的数据类型相对均匀，操作者知道超声检查仅仅是为了发现有无气胸，因而排除了很多潜在的假阳性错误可能。第三，本组资料也没有和术后胸片进行比较，因为术后胸片一般在术后6小时进行，很多轻度气胸可能自发性吸收；最后，本组所有的超声检查是由超声专业医生完成的，没有比较经过培训的介入放射医生是否能达到同样的诊断水平，这将更有临床意义。Mohammad等[12]研究显示经过短期培训的临床医生，也能够熟练使用床旁超声快速检测气胸。

总之，胸部超声可以敏感的检测PTNB相关的气胸，将超声整合到现有PTNB操作流程中，替代术后的常规胸部CT复查，可以大幅降低患者辐射剂量。未来仍需要大样本的多中心对照研究，进一步明确超声在PTNB中的应用价值。