作者：王晓亮，纪执琳，孙振业，孟祥虹，天津市天津医院放射二科

骨与软组织肿瘤的诊断通常遵循临床、影像、病理三结合的原则，其中病理活检是明确诊断的必要手段。骨与软组织活检主要包括手术病理检查和经皮穿刺活检2 种。传统上手术病理检查被视为骨与软组织肿瘤病理诊断的“金标准”，但随着穿刺技术的发展，经皮穿刺活检的准确性已接近手术病理检查。同时，经皮穿刺活检作为一种微创技术，具有风险低、收益高的特点，能够最大限度地维持骨骼结构，减少软组织损伤且无需全身麻醉，病人住院时间短、医疗成本低、术后并发症少，而且极少引发肿瘤播散。

Gami 等研究显示手术病理检查和经皮穿刺活检的局部复发率无显著差异。因此，一些参考指南也建议将经皮穿刺活检作为骨与软组织肿瘤病理取材的首选方式。由于经皮穿刺活检无法像手术病理检查一样直接观察到病变区域，通常需要借助影像引导辅助穿刺，以确保取材的准确性。本文就常用的超声、CT、MRI 及PET/CT 技术引导经皮穿刺活检的特点以及增强现实、影像融合、机器人辅助等新兴技术的应用进展予以综述。

1. 不同影像技术引导经皮穿刺活检的优缺点

1.1 超声

超声引导经皮穿刺活检适用于浅表部位的软组织肿瘤、溶骨性骨质破坏在周围形成明显软组织肿块的骨肿瘤及骨皮质完全破坏的骨肿瘤。有研究显示超声引导下经皮穿刺活检的成功率为78%～100%。超声引导的最大优势在于能够实时成像，通过超声探头可以实时观察穿刺针针尖的位置，避免损伤病灶周围的神经、血管等重要结构。

此外，超声引导还具有无辐射及检查费用低的优点。超声引导下经皮穿刺活检最常用的方法是“平面内”法，即穿刺针与探头保持在同一平面，穿刺针的移动方向与超声波束垂直；而在穿刺针方向与超声波束角度较小或操作空间狭窄时，可以采用“平面外”法，即穿刺针沿着超声波束的方向移动。无论采用哪种方法，都必须确保针尖在影像上清晰显示，以便实时观察。超声造影技术可以观察病灶的血供情况，不仅对病灶本身的诊断有重要意义，还有助于选择经皮穿刺活检的取材位置，提高穿刺的准确性。穿刺时，可将穿刺针置于病变超声强化后血供丰富的部位，以获得足够的生长活跃的肿瘤细胞。

1.2 CT 

CT 引导经皮穿刺活检适用于骨内病变、位置深在的软组织病变以及皮下脂肪厚度较大的病人。对于脂肪成分较多的肿瘤，CT 引导也更为合适，因为脂肪成分在超声影像上易产生伪影或引起声束衰减，影响穿刺针的显示。不同文献报道的CT 引导下经皮穿刺活检的诊断准确度，其差异较大，该技术成功率为49%～98%。在影像引导方式选择得当的情况下，超声和CT 引导下经皮穿刺活检的成功率并无明显差异，如Wu 等的研究显示，超声与CT 引导经皮穿刺活检的成功率分别为78%和77%。

1.2.1 常规CT： CT 引导经皮穿刺活检会使病人承受电离辐射，有研究表明，每年有约1%的新发癌症与医疗辐射暴露有关。因此，在保证CT 引导经皮穿刺活检成功率的前提下，降低病人所受的辐射剂量尤为重要。由于CT 引导无法做到实时成像，只能在每次调整穿刺针的深度和角度后再进行CT 扫描观察穿刺针的位置，因此电离辐射的增加主要是由于不断调整并确认进针方向过程中进行多次重复CT 扫描造成的。

采用低剂量扫描和提高穿刺的准确性，减少调整进针角度和深度的次数，对降低辐射剂量至关重要。此外，除非确有需要，无需在穿刺活检术后再次进行扫描，以避免对病人产生额外的电离辐射。CT 影像具有良好的空间分辨力，能够清晰显示骨组织及肿瘤内的成骨性成分，有利于经皮穿刺活检时对活检标本的选择。然而，成骨性病灶的经皮穿刺活检成功率较低。针对这种情况，医用电钻辅助经皮穿刺活检能够提高成骨性病灶的成功率。

Cohen 等研究显示，医用电钻可将成骨性病灶的经皮穿刺活检成功率由60%提高至73%。此外，该方法还可以降低病人所受的辐射剂量。Kihira 等研究显示，采用医用电钻辅助经皮穿刺活检的成骨性病灶病人所受平均辐射剂量为804 mGy·cm2，而采取手动操作病人的平均辐射剂量则为1 061 mGy·cm2；在溶骨性病变中，行医用电钻辅助经皮穿刺活检的病人所受平均辐射剂量由845 mGy·cm2 降至657 mGy·cm2。

1.2.2 双能CT： 随着CT 技术的不断发展，双能CT（DECT）越来越多地应用于临床工作中。DECT 不仅能够提供形态学信息，还可以对病变中的化学成分进行分析，这对于无明显密度变化的骨内病变尤为重要。Yamamoto 等对1 例常规CT 无法显示病变但PET/CT 怀疑存在乳腺癌骨转移的病人进行经皮穿刺活检，利用DECT 的电子密度图可清晰地显示高细胞密度区域，并获得令人满意的病理活检标本，且病理结果显示，PET/CT 影像相比电子密度图更易出现高估病灶范围的情况。

骨与软组织肿瘤的体积对经皮穿刺活检的检出率有显著影响。Wu 等研究显示，病灶直径≤2 cm 时检出率为54%，病灶直径为2～5 cm 时检出率为75%，而病灶直径＞5 cm 时检出率则升至86%。一般认为，直径2 cm 以下病灶经皮穿刺活检的检出率较低，主要是由于对于体积较小的病灶，穿刺针周围的伪影会导致操作者难以准确判断穿刺针是否进入病灶。Do 等对动物模型肝脏内穿刺针伪影的研究表明，利用DECT 联合迭代金属伪影消除技术可以有效减少穿刺针周围的伪影。迭代金属伪影消除技术通过线性内插的正弦修复方法，利用标准加权滤过反投影和阈值分割法实现去除金属伪影的效果。该技术同样适用于骨关节系统，可以使操作者更加明确穿刺针与病灶的关系，提高穿刺活检的检出率。

1.2.3 光子计数CT： 光子计数CT（photon-countingCT, PCCT）可以通过高keV 虚拟单能成像和锡预过滤技术降低金属伪影，并具有辐射剂量低、对骨骼细微结构显示清晰等特点，对骨肌系统成像具有重要意义。虽然目前尚未有将其应用于骨与软组织肿瘤经皮穿刺活检的研究，但Marth 等研究表明，120 keV 的锡预过滤虚拟单能影像可以有效降低踝关节金属内植物伪影，使周围骨质显示清晰。Schreck等和Rau 等研究也表明，仅利用高能虚拟单能量影像也可以减轻髋关节和脊柱植入物周围的金属伪影。

综上，PCCT 具有减少穿刺针伪影、提高检出率及降低并发症的巨大潜力，同时对金属假体周围病变的经皮穿刺活检也具有重要指导作用。此外，光子计数探测器的技术特性允许同时使用多种对比剂（如碘和钆），如Ren 等将PCCT 用于家猪肝脏成像同时显示了含碘的肝动脉和含钆的肝静脉。由此推测若将PCCT 应用于骨与软组织肿瘤CT 引导经皮穿刺活检，可同时显示肿瘤周围的动静脉，可能会在降低术中出血量及减少穿刺相关并发症方面起到积极作用。

1.3 MRI

近年越来越多的研究使用MRI 引导经皮穿刺活检，如Cazzato 等利用MRI 引导对肾脏实性肿瘤进行经皮穿刺活检，其敏感度达96%；Corradini 等利用MRI 引导进行经皮胸腹针吸活检，所有活检均成功，且未发生严重并发症。对于骨与软组织病变，过去将CT 作为首选的经皮穿刺活检影像引导方式，即使是CT 上无法显示的病变，仍然建议使用CT 引导下经皮穿刺活检，而将MR 影像作为穿刺的辅助指导。但Kim 等发现对于CT 上的隐匿性病变，即使在术中参考了MRI 或PET/CT 影像及解剖标志进行活检操作，其检出率仅为76.7%，明显低于CT 可见病变的检出率（93.7%）。而Kerimaa 等研究表明，MRI 直接引导经皮穿刺活检对于骨与软组织病变的检出率为99.4%。因此，对于CT 上无法显示的骨内病变在MRI 引导下进行经皮穿刺活检是更好的选择，其具有软组织分辨力高、无电离辐射等优点。

但是MRI 引导经皮穿刺活检的普及程度仍相对较低，其原因主要是设备、场地等因素。影像质量较好的高场强设备一般为非开放式MRI （即传统MRI），操作难度大，且存在穿刺针伪影加重的风险。适合引导经皮穿刺活检的开放式MRI 可提供足够的操作空间，且不需要反复移动床面，但其通常场强较低，影像质量较差。近年来，随着设备的升级这些问题已逐渐解决，Matsui 等使用场强为1.2 T 的开放式MRI 引导经皮穿刺活检，研究显示骨与软组织病变的检出率为100%。

1.4 PET/CT 

对于CT 上无法显示的骨内病变，若其为18F-FDG 高摄取病灶，则可应用PET/CT 引导经皮穿刺活检。Farrell 等和Klaeser 等分别对存在骨内18F-FDG 高摄取病灶的病人进行PET/CT 引导经皮穿刺活检，均获得了能够满足病理学诊断的活检标本。Chang 等研究表明，PET/CT 引导经皮穿刺活检对于骨转移瘤的检出率为97.08%，高于CT 引导经皮穿刺活检的90.44%，2 种技术引导经皮穿刺活检因首次活检标本无法进行病理学诊断而进行二次活检的复检率分别为2.09%与5.15%。

1.5 影像引导经皮穿刺活检路径选择

对于骨与软组织肿瘤，因其发生部位不同，其影像学表现不同，因此应选择不同的影像引导方式进行穿刺活检。

2. 影像引导经皮穿刺活检的技术进展

随着医学影像学及穿刺活检技术的发展，骨与软组织肿瘤经皮穿刺活检技术也在不断改进，旨在使病人在此过程中获得最大收益的同时将对病人的伤害降至最低。

2.1 混合现实和增强现实技术

在经皮穿刺活检中，影像引导的作用主要是观察穿刺针是否进入病灶，尤其是在CT 与MRI 引导经皮穿刺活检过程中，操作者仅能凭借个人经验判断进针方向和角度，无法实时观察位于体内的病灶和邻近的解剖结构。近年来，随着混合现实和增强现实技术的发展，能够将骨与软组织肿瘤及其周围重要结构整合到现实场景中，增加对病变与毗邻结构的直观认识。

目前已有许多研究尝试将混合现实/增强现实技术用于骨与软组织肿瘤外科临床教学中，提高了学习效果。徐明军等将三维可视化技术应用于骨与软组织肿瘤手术中，使术中平均出血量由100.71 mL降低至36.57 mL。这些技术在将来也可应用于影像引导下穿刺活检，以提高手术的安全性和准确性。此外，还有研究通过增强现实技术实时测量穿刺针的进针角度，平均偏差仅0.2°，能够有效提高穿刺操作的准确性。

2.2 影像融合技术

基于不同的影像检查对于骨与软组织肿瘤中成分的显示各有侧重，因此联合多种影像检查能够更加全面地显示病变内部的异质性。目前，越来越多的研究利用影像融合技术提高骨与软组织肿瘤经皮穿刺活检的准确性。影像融合既包括认知融合，也包括专用影像软件融合。认知融合即穿刺活检操作者在行某一影像引导下穿刺活检时，首先根据之前的其他影像检查所显示的“有效区”与邻近结构及解剖标志进行选点、穿刺、取材。专用影像软件融合可通过计算机将不同影像检查的影像融合，再根据融合影像进行穿刺活检操作。

目前已有相当数量的相关研究，且均取得了令人满意的效果，如Xin 等研究中将CT 与超声影像进行融合后在超声引导下进行经皮穿刺活检，该手术成功率、手术时间、术中出血量均与C 臂透视无差异，还避免了辐射暴露；Garnon 等利用CT 与超声影像融合对骨皮质完整的病变进行超声引导经皮穿刺活检，7 例病人均取得足够的活检标本；Li等将CT、MRI 或PET/CT 影像融合于超声影像，在超声引导下对头颈部深部间隙病变进行经皮穿刺活检，结果显示93.8%的病人获得足够的活检标本；Yang 等利用CT-MRI 融合影像对颞下-中颅窝交通肿瘤的经皮穿刺活检进行引导，均获得明确病理诊断结果。

2.3 机器人辅助技术

通过多种影像的相互结合，可以将病变的位置及内部细节显示得更清楚，利用这些影像可以更好地指导机器人辅助穿刺活检操作。Nath 等对通过PET/CT 发现的肺内病灶，利用机器人辅助CT 引导进行经皮穿刺活检，活检标本检出率达到了96%。这种自动放射学机械臂可以根据PET/CT 影像选取病灶中18F-FDG 摄取最高的部位，按照设定好的进针位置和角度进行取材。

还有一些研究利用机器人辅助MRI/超声融合影像引导前列腺穿刺活检，在机器人辅助下进行操作不仅能够保证手术的安全性和高检出率，而且能够明显缩短手术时间。可能由于骨与软组织肿瘤可发生于全身各部位，学习和程序设计难度较单一部位的病变要大，因此机器人辅助经皮穿刺活检的研究暂时未见于骨与软组织肿瘤。但随着相关研究的增多与技术水平的提高，相信未来机器人辅助穿刺活检也将在骨与软组织肿瘤的诊疗中发挥重要作用。

3. 减少CT 引导经皮穿刺活检的辐射剂量

影像引导经皮穿刺活检骨与软组织肿瘤不仅需要关注穿刺精准度，还应控制病人所受的辐射剂量。CT 技术的发展为辐射剂量的降低提供了更广阔的前景。有研究表明，PCCT 对于溶骨性病变不仅能够增强影像质量、提高骨细微结构清晰度，还能够使辐射剂量降低20%～80%。除了降低单次扫描的辐射剂量，上述机器人辅助穿刺活检技术在保证活检标本的检出率、降低并发症的发生率的同时，还能够有效减少穿刺针调整的次数，从而降低辐射剂量。

来源：王晓亮,纪执琳,孙振业,等.影像引导骨与软组织肿瘤经皮穿刺活检的应用进展[J].国际医学放射学杂志,2025,48(04):470-475.DOI:10.19300/j.2025.Z22123.