超声引导穿刺治疗及可视性检测技术研究

一、超声引导穿刺治疗概述

（一）技术原理与临床优势

超声引导穿刺治疗是利用超声波实时成像技术指导穿刺针精确到达目标部位的治疗方法。其核心优势体现在以下几个方面：首先，该方法具有显著的微创特性，仅通过微小切口即可完成操作，大大降低了传统开放手术带来的组织损伤；其次，实时成像能力使术者能够动态观察穿刺针行进路径，及时调整进针方向和深度；再者，相较于CT、MRI 等影像引导方式，超声设备具有便携性强、操作简便的特点，更适合手术室环境中的灵活应用；最后，从卫生经济学角度评估，超声引导显著降低了医疗成本，减轻了患者经济负担。

虽然单帧图像清晰度上超声通常不及 CT 和 MRI，但在实时动态成像方面具有不可替代的优势。CT 和 MRI成像往往存在明显的延迟，难以满足术中实时调整的需求。而超声成像的帧率可达到 20-30 帧 / 秒，为术者提供了连续的视觉反馈。此外，超声设备的小型化特点使其更适合在空间有限的手术环境中使用，这种空间适应性进一步巩固了其在介入治疗中的地位。

（二）临床应用范围

超声引导穿刺在多个临床领域展现出重要价值：在神经阻滞中，可清晰辨识神经与周围血管的解剖关系；在肿瘤活检方面，能够精确定位可疑病灶；在内脏器官介入治疗中，可避开重要血管结构。特别值得注意的是，该技术能够识别解剖变异情况，为制定个体化进针路径提供依据，这一特点在血管走行异常或器官位置变异的患者中尤为重要。

二、超声可视性检测研究

（一）研究背景与意义

当前超声引导穿刺技术面临的核心挑战是穿刺针可视性问题。尤其在复杂组织中，穿刺针的显影质量往往不能满足临床需求。本研究通过系统评估不同规格穿刺针在各种介质中的显影特性，旨在建立科学客观的可视性评价体系。这一工作将填补现有研究空白，为医疗器械研发和临床操作规范提供重要参考依据。

（二）研究方法设计

本研究采用多因素交叉实验设计，试验了多种关键变量，如下表1 ：

表 1

1、超声设备主机及探头

2、超声可探测性试验用针类型

①. 穿刺针：16G 空心针、实心针；18G 空心针、实心针；20G 空心针、实心针；22G 空心针、实心针；材质均为304 不锈钢，图1 为带螺旋槽的空心针，图2 为实心针；

②. 实心针：半自动活检针实心针、二代活检针实心针、乳腺组织标记定位针实心针、电动活检针实心针、八光穿刺针实心针、螺旋穿刺针实心针；材质均为304 不锈钢，图3、4、5 均为实心针，图3 中间凹槽为取样槽，图5 为带螺旋槽的实心针。

③. 涂层穿刺针：在穿刺针空心针 针尖附件区域做一层纳米涂层，涂层表面及内部有密集的微型气泡，见图6。

④ . 带标记物穿刺针：标记物主要由外面一圈的不锈钢弹簧显影，见图7。

（三）实验结果与分析

1、实验结果

2、实验分析

①. 不同介质中的显影特性：

水介质环境下，所有规格穿刺针均表现出最佳显影效果。这得益于水分子结构的均一性，超声波传播过程中仅产生简单的反射，形成清晰图像。16G 至 22G 针具均能明确辨识，且浅表探头与腹部探头表现相当。这一结果为建立基础参照标准提供了依据；TPE 软胶体模作为模拟组织，表现出较好的显影效果。虽然其声学特性略复杂于水，但由于成分相对均匀，不同规格穿刺针仍能保持较好的可视性。值得注意的是，22G（Φ0.7mm） 细针的显影质量已出现轻微下降，提示针径大小仍是影响可视性的关键因素；生物组织环境中，显影效果显著降低。猪肉组织因含有皮肤、肌肉、脂肪等多种成分，超声波传播时产生复杂的反射、折射和吸收现象。猪肝组织则因存在微小气孔，进一步干扰了超声成像。在这些环境中，18G 以下细针的显影已难以满足精准操作需求。

② . 探头类型的影响分析：

对比浅表探头（VF10-5） 和腹部探头（CH5-2） 的表现，研究发现两者在显影效果上无显著差异。这一结果表明，对于穿刺针可视性而言，探头的选择可能不如介质特性影响显著。然而，这一结论需要在更多样化的实验条件下进一步验证。

③. 特殊针型的表现评估：

微泡涂层穿刺针表现出显著的显影增强效果。涂层中的微气泡 （1-50μm） 形成了大量固 - 气界面，产生强烈的超声反射和散射。这一技术在生物组织中的增强效果尤为宝贵，为解决细针可视性问题提供了可行方案；圈状标记物的显影表现与穿刺针类似，但由于其立体结构，成像会随角度变化而改变。这一特性提示，在临床应用中需要多角度扫描以确保准确定位。

④. 各类活检针的比较：

研究评估了包括半自动活检针、二代活检针、乳腺定位针等多种专用针具。在水和体模中，各类针具均表现良好；但在生物组织中，成像质量普遍下降，且针径越小，显影越差。特别值得注意的是，不同设计（如深螺旋结构）对显影的影响有限，表明表面结构变化对超声可视性的改善作用不大。

三、可视性评价体系的构建

1、标准化检测方法

建立科学的可视性评价体系需要规范以下几个关键要素：

②. 设备参数统一：包括增益、焦距、频率等关键参数的标准化设置. 模拟组织标准：应建立涵盖不同声学特性的标准化组织模型

③. 操作流程规范：制定统一的探头放置、扫描方式等操作规范

④. 人员资质要求：明确操作人员的培训和资质标准

2、量化评分系统

①. 显影清晰度（0-5 分）

②. 边界辨识度（0-3 分）

③. 伪影干扰程度（0-3 分）

④. 深度衰减特性（0-2 分）

3、临床应用转化

评价体系应与临床需求紧密结合，考虑：

①. 不同术式的可视性要求差异

②. 紧急情况下的快速评估方法

超声技术改进方面，应研发更高频率的专用探头，提升对细针的辨识能力；开发智能图像处理算法，增强穿刺针的电子显影效果；探索三维超声引导技术，提供更立体的定位信息；

③. 与手术导航系统的兼容性

④. 培训教学中的应用价值

四、未来研究方向

1、技术创新路径

针具设计优化方向，可深入研究不同涂层材料的增强效果；开发具有声学标记的特种针具；试验纳米级影增强技术。

建议采用多维度评分体系，通过加权计算得出总分，实现可视性的量化评价和分级[2]。包括以下几个关键要素：

2、临床验证研究

需要开展大规模临床验证，包括：多中心随机对照试验；不同解剖部位的专项研究；特殊人群（如肥胖患者）的应用评估；长期随访研究。

3、标准化建设

推动行业标准的制定，包括：统一的可视性测试规程；产品标识规范；临床操作指南；培训认证体系。

五、结伦

本研究系统评估了超声引导穿刺治 可视性的关键影响因素。研究发现，介质特性对显影效果的影响最为显著，而探头类型和针 基于这些发现，建立科学化、标准化的可视性评价体系已成为当务之急。未来研究应着 床转化过程中的实际问题，通过技术创新和标准建设，全面提升超声引导穿刺治疗的安全性和有效性，造福更广泛的患者群体。

参考文献：

[1] 沈刚 . 超声引导细针穿刺活检甲状腺标本多种基因突变特征及其辅助诊断效能探讨 [D] 医药卫生科技 .2025.

[2]YY/T 0586-2016 医用高分子制品 X 射线不透性试验方法 .

作者简介：闻寄勤（1984.11），女，汉族，江苏省南京人，硕士，中级工程师，主要从事医疗器械的检验与研发；张述东（1989.08-），男，汉族，江苏省南京人，南京工业大学材料学 2014 级硕士研究生，中级工程师，主要从事医疗器械的检验与研发。