E d i t o r i a l
P o n c U o n s p e r c u t a n 6 e s s o u s contr61e u l t r a s o n o g r a p h i q u e : un n o u v e a u p r o c 6 d 6 d i a g n o s t i q u e
R. Ch. O T T O
Z u r i c h ( S u i s s e )
Percutaneous punctures under ultrasound control:
a new diagnostic skill
Les nouvelles techniques tomographiques par ultrasonographie ou par tomodensitom6trie comput6e ont consi@rablement 6tendu les possibilit6s diagnos- tiques et ouvert de nouveaux horizons.
P o u r la premi/~re lois, il est possible de reconnaltre divers organes parenchymateux et de reproduire leur forme anatomique non seulement sur la base d'une image indirecte, comme c'6tait par exemple le cas par opacification vasculaire ou des canaux excr6teurs (pancr6as), mais 6galement d'en d6terminer exacte- ment les dimensions et de reconna~tre les alt6rations pathologiques.
En dehors de l'identification de modifications diffuses parenchymateuses comme dans la cirrhose du foie, l'int~r~t est particuli~rement centr6 sur la d6finition de 16sions circonscrites notamment dans les affections n6oplasiques. I1 importe de reconnaltre aussit6t que possible la gravit6 de l'affection, vu les avantages th6rapeutiques li6s h la d6tection pr6- coce du cancer. M~.me porteurs de m6tastases connues, les malades atteints d'affection tumorale p o u r r o n t attendre un b6ndfice sup6rieur d'une mise en 6vidence suffisamment pr6coce des 16sions ; en- core plus spectaculaire est le diagnostic pr6coce d'un abc~s et le fait de savoir s'il doit atre trait6 par la chirurgie, r aspir6 sous contr61e ultrasonique ou d6faut de ces gestes curatifs, b6ndficier d'une 6valuation de la r6sistance des germes en cause.
Contrairement h l'endoscopie, les diff6rentes mS- thodes radiologiques ne permettent qu'exceptionnel- lement de d&erminer la nature d'une 16sion focale circonscrite. L'ultrasonographie ou la tomodensito- m6trie comput6e souffrent du m6me handicap.
Diverses tentatives ont 6t6 mises en eeuvre afin de procurer des informations suppl6mentaires relatives aux alt6rations du p a r e n c h y m e et h la d6finition de leur nature histologique. Dans plusicurs centres, des essais ont vis6 h combiner 6chotomographie et t o m o - densitom6trie comput6e avec des techniques de ponc- tion destinies h l'identification anatomique de tumeurs profondes pr6alablement localis6es. Ces essais n'ont pu 8tre envisag6s qu'-h condition d'expo- ser le patient fi un risque minimal, faute de quoi l'avantage fut accord6 h des m6thodes non invasives.
Grfice h l'aiguille fine de Chiba, on dispose d ' u n instrument peu traumatisant m6me en cas de ponc- tion de tumeurs fortement vascularis6es [9, 1 1, 12].
Cette aiguille d'un diambtre externe de 0,7 m m permet dans Ia majorit6 des cas, de f o u r n i r des 6chantillons tissulaires issus de tumeurs p r o f o n d e s et suffisants pour un examen cytologique. L ' e m p l o i de cette aiguille ne fournit pas toujours une d6fini- tion stricte de la structure histologique de la t u m e u r mais permet au moins d'en 6tablir la nature.
Auparavant, cette aiguille fur utilis6e avec un appareil ultrasonographique modSle A et sous contr61e radioscopique, ensuite en combinaison avec un CT-scanner ou par exemple avec un cristal per- for6 en son centre ou un simple transducteur [8, 17].
D'autres 6quipes ont pr6f6r6 le marquage cutan6 de la zone de ponction ou une ponction aveugle aprSs rep6rage ultrasonographique du niveau de p r o f o n d e u r de la 16sion focale [5, 14]. Ces diverses m6thodes, encore actuellement en usage, ont c o m m e inconv6- nient un taux d'6checs directement proportionnel h la petite taille et h la p r o f o n d e u r des 16sions, et une m6diocre collaboration des patients.
Tir6s h p a r t : R. Ch. OTTO, R/Sntgendiagnostisches Zentralinstitut, Universit~itsspital Ziirich, 8 0 9 1 Ziirich (Switzerland).
M o t s - c l e s : abdomen, biopsie, cytologie, 6chotomographie,
foie, ponctions percutan6es, rate, reins.
K e y - w o r d s : abdomen, biopsy, cytology, ultrasonography,
liver diseases, percutaneous punctures, spleen, kidney.
A c t a E n d o s c o p i c a V o l u m e 1 2 - N ~ 5 - 6 - 1 9 8 2 365
Les centres 6quip6s d'appareillages de tomodensi- tom6trie comput6e obtiennent des rendements diag- nostiques sup6rieurs mais cette technique prend plus de temps, est plus on6reuse et en outre, expose les patients ~t une irradiation.
L'introduction des appareils ~ temps r6el et la mise au point par les ing6nieurs japonais d'un pro- totype prometteur de transducteur lin6aire ~t perfo- ration centrale ouvrit de nouvelles perspectives en -1976-1977. Les premiers essais fournirent des r6sul- tats satisfaisants et inattendus ; aussi d e u x . a n s plus tard, l'am61ioration du transducteur permit sa pro- duction en s6rie ( * ) [15].
Au cours des donn6es qui suivirent cette mise au point, 3 000 ponctions ont 6t6 pratiqu6es dans notre service chez plus de 1 500 patients. Diff6rents types d'aiguilles ont 6t6 utilis6s, de diff6rents diam~tres ainsi que des cath6ters de drainage de calibre 8,4 french. Le caract6re original du contr61e par temps r6el et le contr61e visuel permanent de l'in- sertion de l'aiguille ont motiv6 notre choix. L a m6- thode permet d'atteindre toutes les 16sions focales, tumeurs ou vaisseaux larges susceptibles d'6tre ponc- tionn6s dans la mesure off leur visualisation ultra- sonographique permet de les distinguer des tissus voisins.
P r i n c i p e d u c o n t r 6 l e u l t r a s o n o g r a p h i q u e d e s biopsie~
Un transducteur ~t foyer lin6aire a 6t6 modifi6 afin de permettre l'introduction d'une fine aiguille ~ la verticale h travers la surface du cristal. Au travers d'un canal m6taIlique de 3 m m de large, une fine aiguille (diambtre ext6rieur 0,72 mm) (**) ou m6me des aiguilles plus larges (aiguille Tru-Cut) peuvent
~tre conduites sous contr61e visuel permanent, jus- qu'~t une 16sion profonde. L a figure 1 montre l'in- sertion de ce type d'aiguille fine dans une tumeur de l'espace r6trop6riton6al. L e mandrin est douce- ment retir6 aprbs introduction de l'aiguille.
Pr6alablement h sa mise en place, il est possible de pr6voir son passage h travers les tissus sur un moniteur grgtce ~t l'absence des trois cristaux dans la zone perfor6e au milieu du transducteur. Cette zone lJbre d'6cho apparalt c o m m e une ligne noire sur l'6cran (fig. 2, pointes des flbches).
Figure 1
Fine aiguille & ponction & travers un transducteur perfor6 (syst~me 6chotomographique lin6aire & temps reel) Fine needle puncture through a perforated transducer
(Real-time linear array system)
(*) Toshiba, Japon / Suisse, Zfirich.
Figure 2
Zone hypo~chog6nique circonscrite du lobe h6patique droit
= maladie de Hodgkin (ligne de vis6e = t~tes de fl~ches, large 6cho central = pointe de I'aiguille -t- bulle d'air) Circumscribed hypoechogenic zone of the right hepatic lobe
= Hodgkin's disease (line of sight = arrowheads, bright central echo = needle tip + air bubble)
Apr~s introduction de l'aiguille, son extr6mit6 devient visible ~t partir d ' u n e p r o f o n d e u r de 2,4 cm.
Plus elle p6n~tre profond6ment, plus l'image s'61ar- git.
(**) Angiomed, D-7505 Ettlingen (Allemagne de l'Ouest).
366 V o l u m e 12 - N ~ 5-6 - 1982 A c t a Endoscopica
Afin d'adapter le transducteur au passage de fines aiguilles, nous avons pr6f6r6 un acc~s vertical. Les fines aiguilles sont extrSmement flexibles, ce qui leur 6te tout caract~re traumatisant mais implique une manipulation dans un plan vertical. Une ponction oblique en dessous du transducteur n6cessite l'em- ploi d'aiguilles plus rigides, moins flexibles. Leur manipulation est moins commode et tout mouvement inattendu du patient, par exemple dfi h la douleur, entraine la perte du rep6rage de l'extr6mit6 de l'ai- guille. L'acc6s vertical permet au prix d'une angu- lation discrete du transducteur, un rep6rage rapide de l'extr6mit6 de l'aiguille si celle-ci 6chappe au contr61e visuel.
Des tubes de drainage peuvent 6tre introduits par la mSme voie jusqu'h un calibre 8,4 french. Nous avons pratiqu6 avec succ6s des n6phrostomies per- cutan6es et r6alis6 des drainages chez des patients souffrant d'abc~s h6patique.
L'anesth6sie locale n'est n6cessaire que si l'on emploie des instruments de calibre plus large que les fines aiguilles habituellement utilis6es.
Le mat6riel cytologique aspir6 est .imm~diatement fix6 afin de pr6venir son dess~chement ; la lecture cytologique peut 8tre effectu6e 8 minutes aprSs colo- ration.
I n d i c a t i o n s e t e x e m p l e s
L a ponction /t l'aiguille fine sous ultrasonographie et avec contr61e visuel permanent est avant tout congue en vue de l'6valuation des 16sions parenchy- mateuses d'organes a b d o m i n a u x , son importance est primordiale en oncologie mais elle peut 6galement 6tre utile dans la d&ermination de la nature et de la r6sistance des germes au niveau d'abc~s.
TABLEAU I
O R G A N E S A C C E S S I B L E S A LA P O N C T I O N A L ' A I G U I L L E F I N E
A b d o m e n supdrieur
Foie Rate Pancr6as Reins R6trop6ritoine (estomac/c61on)
A mniocent~ses
A b d o m e n in]drieur
Syst/~me urog6nital Vessie
Prostate Ut6rus Rectum Sp6cialit6s
T h o r a x
Tumeurs pleurales Tumeurs du poumon et du m6diastin
E p a n c h e m e n t s liquidien~
Abc6s/H6matomes, Epanchements s6reux Ascites
Epanchements pleuraux/
p6ricardiques Kystes (P6ricarde)
C o u / Extr~mit~s / Tissus m o u s j u x t a o s s e u x
Glande thyroide Glandes parathyroides (ad6nome)
Ganglions lymphatiques Divers
Le proc6d6 n'est pas utilis6 seulement au niveau des organes de la partie sup6rieure de rabdomen mais 6galement dans l'h6mi-abdomen inf6rieur et ~t d'autres niveaux comme le thorax (tabl. I). Lorsque la radioscopie est disponible, la ponction sous ultra- sons est recommand6e en cas de 16sions contiguSs de la cavit6 thoracique. L a figure 2 montre un clich6 d'ultrasonographie longitudinale h hauteur du lobe h6patique droit chez un patient ~g6 de 52 ans, porteur d'une 16sion circonscrite du foie (61argisse- ment, zone moins 6chog6ne) et chez lequel l'aspi- ration h l'aiguille fine a permis d'objectiver une manifestation localis6e d'une maladie de Hodgkin.
Selon un proc6d6 identique, les figures 3a et 3b montrent une tumeur pancr6atique chez un malade 6thylique de 63 ans. Dans les deux cas, la pointe de l'aiguille est reconnaissable par un large 6cho central au niveau de la 16sion focale. Cette identifi- cation peut ~tre facilit6e par des moyens artificiels comme l'injection de 0,5 ml d'air dans le tissu ponctionn6 (fig. 2).
A u niveau des tumeurs h centre n6crotique, il importe d'6viter les ponctions du foyer tumoral et de pr61ever de pr6f6rence h la p6riph6rie dans une zone de tissu tumoral vivant.
De nombreux patients, chez qui un premier exa-
men ultrasonographique de d6pistage avait permis de reconnaltre par hasard une 16sion focale, ont b6n6- fici6 d'une identification de la nature tumorale grace '~ la ponction h l'aiguille fine. E n raison du faible risque auquel les expose la m6thode, on 6vite h ces malades des investigations indirectes plus invasives et plus lourdes.
Ainsi, sans entra~ner de frais superflus, un traite- ment est possible h u n stade pr6coce. Le risque de la biopsie h l'aiguille fine est n6gligeable tant au niveau des complications imm6diates possibles (h6morragie) que des effets plus tardifs (diffusion des cellules tumorales h partir du point de ponction) [7, 13].
Seules les aiguilles plus larges comportent occasion- nellement un risque de diffusion tumorale [1, 2, 18].
Parmi 78 patients porteurs d'une 16sion pancr6ati- que focale, le diagnostic de cancer fur sugg6r6 chez 72 sur base de donn6es cliniques et ultrasonogra- phiques. N6anmoins, une tumeur maligne ne fut mise en 6vidence par examen cytologique que chez 64 d'entre eux. Les diagnostics finals obtenus par la chirurgie au cours d'une p6riode de surveillance de 2 ans furent respectivement dans 64 cas cancer pancr6atique et dans 14, pancr6atite chronique.
L'ultrasonographie sur6value le diagnostic de mali- gnit6 avec une fr6quence de faux positifs dans 13 % des cas (tabl. If).
A c t a Endoscopica V o l u m e 12 - N ~ 5-6 - 1982 367
Figure 3a
Large masse (diam~tre 6 cm) du pancr6as. LE = foie Large mass ( Q 6 cm) of the pancreas. LE = Liver
Figure 3b
M~me patient que la figure 3a. Pointe de I'aiguille d6montr~e par un large echo au niveau du bord externe de la tumeur.
Cytologie : adenocarcinome, chirurgie : cancer pancr~atique Same patient as fig. 3a. Needle tip demonstrated by a bright echo in the superficial margin of the tumour. Cytology : Adeno-
carcinoma, surgery : pancreatic carcinoma
I'ABLEAI3 I!
CARCINOME PANCRI~ATIQUE
Diagnostic ultrasonographique et cytologique (n ---- 78)
i Ultrasonographie Cytologie Diagnostic d6finitif de carcinome Carcinome . . . 72 C ~`) 64 (*) 64
Affection b6nigne avec 16sion focale . . . 6 14 14
(*) 8 faux positifs ~t l'ultrasonographie.
L e recours ~ la l a p a r o t o m i e avec biopsie chirur- gicale a 6t6 a b a n d o n n 6 dans plusieurs centres hospi- taliers, ce m o y e n invasif de diagnostic n ' 6 t a n t plus n6cessaire. E n outre, les r6sultats histologiques obte- nus p a r la voie chirurgicale 6taient s o u v e n t inad6- quats.
M S m e la biopsie ~t l'aiguille de T r u - C u t (fig. 4) a p u 8tre effectu6e selon le proc6d6 ultrasonogra-
phique pr6cit6. Ce m o d e biopsique est indiqu6 dans le diagnostic de cirrhose h6patique ou de certaines affections r6nales. L a longueur et la localisation du cylindre biopsique p e u v e n t 8tre 6valu6es avec pr6- cision rant au cours de la biopsie q u ' e n milieu aqueux sur f r a g m e n t recueilli dans un r6cipient (fig. 5a et b). L e s vaisseaux larges peuvent 8tre 6vit6s. Le contr61e visuel et l'observation sonogra-
368 V o l u m e 1 2 - N ~ 5 - 6 - 1 9 8 2 A c t a E n d o s c o p i c a
phlque post-biopsie devralent seion nous, permettre l'avenir d'effectuer la biopsie hdpatique en ambu- latoire. En effet sous ultrasonographie, il est ais6 de d6celer le d6veloppement d'une h6morragie. Cette surveillance se limite ~ quelques heures d'observa- tion dans un centre hospitalier.
Figure 4
Aiguille Tru-Cut introduite ~i travers une jante m6tallique, indispensable en vue d'une conduite dirig6e correcte & travers
le transducteur
Tru-cut-needle inserted through the metallic rim, necessary for e x a c t guidance through the transducer
Figure 5a
Pointe de I'aiguille Tru-Gut darts un simulateur aqueux.
Pointe de I'aiguille ,, f e r m e e - Tip of the Tru-cut-needle in a water phantom.
Needle tip ,, closed )) Figure 5b
M~me aiguille que la figure 5a, pointe ,, ouverte ,, Same needle as fig. 5a, tip ( , o p e n e d -
Limites de la biopsie-aspiration ?t l'aiguille fine I1 existe peu de facteurs limitant les ponctions "~
l'aiguille. Parmi ceux-ci, il faut retenir l'6chinococ- cose. Les trait6s m6dicaux sont habituellement oppo- s6s aux ponctions intentionnelles ou accidentelles des foyers d'~chinococcose h6patique. Toutefois, certains auteurs ont trait6 des kystes hydratiques par simple ponction transcutan6e [19]. Pour des raisons de s6curit6, il est cependant pr6f6rable de disposer de param~tres s6rologiques avant d'entreprendre route ponction de kyste h6patique.
Bien que ie risque traumatique dfi h l'aiguille fine soit extramement faible, une h6morragie reste une menace chez un h6mophile ou un patient pr6sentant un trouble de coagulation. A Zurich, aucune compli- cation grave n'a 6t6 observ6e grace au respect des valeurs minimales de taux de plaquettes et de temps de coagulation.
Le risque th6orique de diffusion d'une tumeur par ponction a 6t6 6voqu6 pr6c6demment. En utilisant l'aiguille fine, il est apparemment n6gligeable [3].
Parmi nos patients, aucune diffusion de cellules tumorales n'a 6t6 observ6e.
Un autre facteur limitant de la ponction ~ l'ai- guille fine consiste en l'aspiration accidentelle de sang. Environ 10 % des ponctions h6patiques et r6nales ont fourni un mat6riel insuffisant pour exa- men cytologique et ont dfi atre recommenc6es. I1 est extramement difficile et m6me impossible d'obte- nir un mat6riel ad6quat au d6part de certaines tumeurs telles que les formes scl6rosantes de la maladie de Hodgkin ou des h6mangiomes capillaires du foie. D'apr~s nous, il n'y a n6anmoins aucun risque ~ introduire une fine aiguille au niveau de ces 16sions.
Association des examens ultrasonographiques et radiologiques
La chol6cystographie et la cholangiographie ont depuis des ann6es d6montr6 leur valeur, mais elles connaissent certaines limites, en particulier lorsqu'il y a association de maladies biliaires et parenchyma- .reuses h6patiques, entralnant un contraste radio- logique insuffisant. L'ultrasonographie a une valeur compl6mentaire dans certains cas, en fournissant l'in- formation manquante, par exemple par la mise en 6vidence de calculs biliaires chez des patients fi radiographies n6gatives. N6anmoins, elle conna~t aussi une certaine proportion d'6checs. La m6thode de r6f6rence reste la cholangiographie r6trograde perendoscopique, technique n6cessitant plus de temps, une exp6rience importante et par ailleurs non exempte de risques. De plus, l'6chec du cath6t6risme de la papille ou de la s61ection des voies biliaires, concerne 25 % des patients [16]. Le diagnostic 6tio- logique d'un ict~re est capital, surtout en vue du trai- tement chirurgical d'un obstacle sur les voies bi- liaires.
Dans notre institut, nous sommes arriv6s fi la conclusion que l'opacification de voies biliaires intra- h6patiques dilat6es gr~tce fi l'injection de produits de contraste via une aiguille fine sous contr61e ultra- sonographique, constitue le proc6d6 le plus simple de mise en 6vidence d'une obstruction biliaire. Dans des conditions normales, le produit de contraste s'6coule dans la voie biliaire principale et met en 6vidence l'origine de l'obstacle. La figure 6 montre chez une patiente n6e en 1903 la visualisation d'une obstruction biliaire par m6tastase. Le remplissage de tout le systbme biliaire n'est pas n6cessaire et l'extravasation de produit de contraste peut ~tre 6vit6e.
A c t a E n d o s c o p i c a V o l u m e 1 2 - N ~ 5 - 6 - 1 9 8 2 369
tion de produit de contraste peut 6tre suivie tant en ultrasonographie qu'en radioscopie. L e proc6d6 facilite le diagnostic 6tiologique des hydron6phroses et pr6sente l'avantage de garantir un risque faible d'infection de l'arbre urinaire.
Figure 6
B.R. 1903, malade ict~rique presentant une obstruction de la voie biliaire principale par une metastase. Aiguille fine intro- duite dans un petit canal biliaire du lobe gauche sous contr61e uitrasonographique ; poursuite du remplissage de I'arbre biliaire
sous contrSle radioscopique
B.R. 1903, jauncied patient suffering from occlusion of the c o m m o n bile duct by a metastasis. Fine needle insertion into a smaller bile duct of the left lobe under sonographic c o n t r o l ; continuous filling of the bile system under fluoroscopic control
L a mise en place de l'aiguille fine dans la portion distale du syst6me biliaire ne rencontre pas de diffi- cult6s techniques, mais est consid6r6e comme plus dangereuse. Nous avons observ6 personnellement un cas de p6ritonite localis6e cons6cutive h une hyper- pression dans le syst6me biliaire. Le produit de contraste inject6 au contact imm6diat de la voie biliaire peut provoquer une irritation vagale. II nous parait plus stir de ponctionner la v6sicule directe- ment ~t travers le plan cutan6 et par voie trans- h6patique comme nous le montrons dans la figure 7 chez un patient de 76 ans souffrant d'ict6re inter- mittent par chol6docholithiase. Le proc6d6 est commode, nous semble relativement sot et n'expose pas ~t un risque notable d'extravasation.
L'avantage par rapport ~t la cholangiographie r6trograde consiste en un moindre risque d'infection compliqu6e de cholangite ou de pancr6atite. De plus, le temps d'examen est plus court mais il reste n6ces- saire de disposer d'une 6quipe chirurgicale.
L a m6thode a d'autre part des indications en py61ographie ant6rograde et la ponction des cavit6s excr6trices r6nales est relativement simple. L'injec-
Figure 7
P.A. 1905, ictere intermittent par chol6docholithiase.
Introduction directe de I'aiguille fine dans la vesicule & travers le foie
P.A. 1905, intermittend jaundice due to choledocholithiasis.
Direct insertion of the fine needle into the gallbradder through the liver
Les diff6rentes m6thodes de drainage sous contr61e ultrasonographique doivent 6tre discut6es en d6tail.
Elles figurent parmi les proc6d6s palliatifs utilisables chez les patients atteints de carcinome pancr6atique avec dilatation des voies biliaires aussi bien que chez les patients souffrant d'hydro- ou de pyon6phrose.
Leur ex6cution est ais6e et sore sous contr61e sono- graphique.
Depuis peu, nous disposons dans notre institut d'un 6quipement sp6cial de drainage (**) con~u en vue de diff6rentes investigations sous contr61e sonographique. Cet 6quipement est d6jh en usage dans de nombreux centres hospitaliers. Ce mat&
riel a fait ses preuves dans le drainage d'abc6s, en particulier h6patiques. I1 ne paralt plus n6cessaire de laisser en place un tube de drainage pendant une p6riode prolong6e alors qu'une ~ deux aspirations s'avbrent suffisantes. L'effet th6rapeutique est d'au- tre part surprenant. Le patient est soulag6 instantan6- ment de la douleur (r6duction de la pression sur la capsule h6patique), ensuite la fibvre et la perte d'app6tit disparaissent et finalement, le taux d'h6mo- globine se normalise [6].
En conclusion, la ponction h l'aiguille fine guid6e par ultrasonographie en temps r6el, mise en eeuvre depuis 5 ans, a constitu6 un progr~s diagnostique risque n6gligeable, a consid6rablement simplifi6 l'exploration des 16sions locales et a rendu ce mode
370 V o l u m e 1 2 - N ~ 5 - 6 - 1 9 8 2 A c t a E n d o s c o p i c a
d ' i n v e s t i g a t i o n p l u s c o n f o r t a b ! e ct plus 6 c o n o m i q u e p o u r les p a t i e n t s . L e m a t 6 r i e l c e l l u l a i r e , s p d c i f i q u e de 16sions t u m o r a l e s , est o b t e n u d a n s 8 0 / t 90 % des cas. L ' a p p o r t d ' u n d i a g n o s t i c f i n a l est tr6s 61ev6 en c o m p a r a i s o n a v e c d ' a u t r e s m 6 t h o d e s d i a g n o s t i q u e s utilis6es d a n s la m S m e discipline. T o u s ces a v a n t a g e s ne p e u v e n t p a s a t r e r 6 e l l e m e n t estimds h l ' h e u r e a c t u e l l e si l ' o n c o n s i d 6 r e les possibilitds de la c o m b i - n a i s o n e n t r e r a d i o s c o p i e o u c e r t a i n e s i n t e r v e n t i o n s t h 6 r a p e u t i q u e s .
L ' a m 6 1 i o r a t i o n des m 6 t h o d e s et des p r o g r ~ s d a n s le d i a g n o s t i c g a s t r o e n t 6 r o l o g i q u e s e r o n t e n c o r e a c - c o m p l i s u l t 6 r i e u r e m e n t . I n d u b i t a b l e m e n t , l ' e x p l o r a - t i o n des o r g a n e s p a r e n c h y m a t e u x de l ' a b d o m e n sup6rieur, plus d i f f i c i l e p a r p r o c 6 d 6 s e n d o s c o p i q u e s o u r a d i o l o g i q u e s c o n v e n t i o n n e l s , b 6 n 6 f i c i e r a d e p l u s e n plus de l ' u l t r a s o n o g r a p h i e et de la p o n c t i o n b i o p s i q u e guid6e. L a s i m p l i c i t 6 de ces p r o c 6 d 6 s d o i t
~tre p a r t i c u l i 6 r e m e n t s o u l i g n 6 e et i n t e r v i e n d r a c e r - t a i n e m e n t p o u r u n e l a r g e p a r t d a n s l e u r d i f f u s i o n .
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The m o d e r n tomographic techniques of sonogra- phy and c o m p u t e d tomography have tremendously extended possibilities in the field of medical diagnosis and have o p e n e d n e w horizons.
For the first time it is possible to differentiate several p a r e n c h y m a l organs and to reproduce their anatomical f o r m not only on the basis of an indirect image, for e x a m p l e the vascular pattern or a duct system (pancreas), but also to determine their exact dimensions and any alterations caused by disease.
In addition to the investigation of diffuse genera-
lized changes of an organ as in cirrhosis of the liver, there is particular interest in defining any circum- scribed lesion especially in patients suffering f r o m neoplastic disease. It is important to recognize the disease, as soon as possible, because early detection of cancer m a y allow a more effective treatment. T h e patient suffering f r o m a t u m o u r even with k n o w n metastases will have a better prognosis the earlier the diagnosis is made. E v e n m o r e important is the early diagnosis of an abscess to find whether it has to be treated by surgery, w h e t h e r it can be aspirated under ultrasound control or w h e t h e r at least the susceptibi- lity of the bacteria can be tested.
Acta Endoscopica Volume 12 - N ~ 5-6 - 1982 371
In contrast to endoscopic procedures, the different radiological m e t h o d s of examination are usually unable to define the nature of a curcumscribed focal lesion. Frequently it is not even possible to define its nature, even with ultrasound and computed tomo- graphy.
M a n y attempts have been made to obtain addi- tional information about changes of the parenchyma and gain more information on their histological struc- ture. These include efforts to combine sonography and computed tomography with puncturing techni- ques, in order to obtain more definite information about the tissue quality of a previously identified tumour in the depth of the body. Such procedures must be as risk free as possible to avoid negating the advantage of the non-invasive method.
The use of a fine needle (Chiba-needle) already provides a largely atraumatic technique even when a highly vascular&ed t u m o u r is punctured during an operation [9, 11, 12]. This needle which is 0.7 m m in diameter is efficient in obtaining tissue samples front deep in the body in most cases. These samples are then sent for cytological analysis and although it is not always possible to obtain the definite histo- logical structure of a tumour its nature can, at least, be established.
Needles were originally used with A - m o d e ultra- sound devices and fluoroscopy. Subsequently, com- p o u n d scanners with a centrally perforated crystal or a single transducer have been employed [8, 17].
Other workers preferred to mark an area of interest exactly on the skin and then perform the puncture
<~ blindly ~> after sonographical evaluation of the depth of the lesion [5, 14]. B o t h methods, are still in use but have a high failure rate which becomes greather, the smaller and deeper the lesion lies and t'he less col- laborative the patient is. In centres equipped with computed tomography the success rate is higher, though the procedure is more time-consuming, more expensive and irradiates the patient more.
Following early work employing real-time tech- niques a prototype, linear array transducer with central perforation was evaluated in 1976-1977. This had been developed in collaboration with Japanese engineers. The first trials s h o w e d unexpectedly good results and after two years testing the transducer was improved and went into production (*) [15].
More than 3 000 punctures have now been per- formed on more than 1 5 0 0 patients. Different types of needles have been used some with larger dia- meters and even drainage tubes up to french 8.4.
T h e original principe of realtime control and perma- nent view of the needle during insertion has been retained. The m e t h o d allows the puncturing of every focal lesion, tumour or larger vessel if it is sono- graphically visible and discernable from the surroun- ding tissues.
(*) Toshiba, Japan / Switzerland, Zurich.
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Principle of ultrasound guidance for biopsies A focussed phase-linear array transducer has been modified to allow vertical placement of a fine needle through the surface of the crystals. Through a metal- lic channel of 3 m m width a fine needle (outer dia- meter 0.72 m m ) (**) or even larger biopsy needles (Tru-Cut-needle) can be inserted and brought to a lesion deep in the body under permanent visual control. Fig. 1 shows the insertion of a fine needle into a tumour of the retroperitoneal space. The obturator is slightly withdrawn after the needle has pierced the skin.
Before the needle is inserted, its path through the tissues can be predicted on the monitor because of the absence of three crystals in the perforated area in the middle of the transducer. The echo-free zone appears as a black line on the screen (fig. 2, arrow- heads).
After insertion of the needle, its tip becomes visi- ble from a depth of 2.4 cm onward. The deeper it is inserted, the brighter it becomes.
The transducer allows the use of fine needles, as the vertical access is retained. The extremely flexible fine needle - - this is a prerequisite to be practically atraumatic - - can only be pushed forward in the vertical direction. A n oblique puncture pro- cedure beneath the transducer needs strong and rigid guide needles which are far more difficult to handle.
A n y uncontrolled m o v e m e n t of the patient (pain) results in the needle tip disappearing. When using the vertical access, a very discreet angulation of the transducer allows the operator to relocate the needle tip if it disappears from view.
Drainage tubes can be inserted in the same way up to french 8.4. We have successfully inserted per- cutaneous nephrostomies and performed drainages in patients suffering from a liver abscess.
Local anaesthesia is essential only when using the larger diameter needles.
The aspirated cytological material has to be instantly fixed, before drying ; it can be evaluated 8 minutes after staining.
Indications and examples
The ultrasonically guided fine needle puncture under permanent visual control is primarily used for the exact evaluation of focal lesions in paren- chymal organs of the a b d o m e n ; it is a procedure of especial importance in oncology, but it is also useful in identifying the bacteria of an abscess and to test their antibiotic susceptibility.
The fine needle puncture is used not only for organs of the upper abdomen, but also for the lower abdomen and other regions of the body like the (**) Angiomed, D-7505 Ettlingen (Western Germany).
Acta Endoscopica
thorax (Tab. !). T h o u g h fluoroscopy is available, puncturing under ultrasound control especially [or lesions close to the thoracic wall is often used. Fig. 2 shows the longitudinal sonogram through the right hepatic lobe of a 52 year old patient with a cir- cumscribed alteration o[ the liver (enlargement, less echogenic zone). In this, by means of fine needle
aspiration biopsy, a solitary manifestation of H o d g - kin's disease was found. Fig. 3a and fig. 3b illustrate a pancreatic tumour in a 63 year old alcoholic man.
In both cases, the needle tip is marked by a bright central echo in the local lesion. This can be exagge- rated by artificial means by injecting 0.5 ml of air into the tissues (fig. 2).
TABLE I
ORGANS ACCESSABLE FOR FINE NEEDLE PUNCTURES
Upper abdomen
L i v e r Spleen Pancreas Kidneys
Retroperitoneum (Stomach/Colon) A mniocentesis
Lower abdomen Urogenital System Bladder
Prostate Uterus Rectum Specialties
Thorax
Pleural Tumours Turnout of the lung of mediastinum
Fluids
Abscess/Hematoma, Seroma
A s c i t e s
Pleural/Pericardial Effusion
Cysts (Pericardium)
Neck~Extremities~
Juxtaosseous Soft tissues Thyroid Gland
Parathyroid Glands (Adenoma)
Lymphnodes Others
In tumours with central necrosis it is advisable that tissue samples are not taken [rom the centre of the tumour but [rom the periphery because of the localization of the still vital tumour tissue.
Numerous patients demonstrate focal lesions during a first ultrasound screening examination <~ by chance ~> and without previous suspicion of a tumour.
The nature o[ these lesions cannot' be evaluated macromorphologically and have to be evaluated by fine needle aspiration biopsy. In view of the low risk, this procedure is advocated as a conse- quent diagnostic measure, so that indirect more inva- sive and tedious examinations can be prevented and adequate treatment undertaken at the earliest possible date with least cost. The risk of the fine needle biopsy is negligible in respect of immediate compli- cations (hemorrhage) and later hazards (spreading o[ tumour cells due to the puncture) [7, 13]. Spread of tumour has occasionally been observed only with larger biopsy needles [1, 2, 18].
In 78 patients with a pancreatic tumour-like focus the clinical or sonographic diagnosis suggested cancer in 72. However, a malignant tumour could be de- monstrated in only 64 cases by cytological exami- nation. The final diagnosis, as proven by surgery during a 2 year follow-up was pancreatic cancer in 64 patients and chronic pancreatitis in 14. Sono- graphy thus overdiagnosed malignancy, producing 13 % false positive results (tab. I1).
TABLE II
PANCREATIC CARCINOMA
Sonographical diagnosis and cytological proof (n = 78) - Final diagnosis Sonography Cytology Totals
Carcinoma . . . I 72 (*) 64 64 Benign disease with I i
I focal lesion . . . I 6 14 14 (*) 8 false positive r e s u t s o n ultrasoum:l.
Acta Endoscopica
The previous use of diagnostic laparotomy and surgical biopsy has been abandoned in several hospi- tals, as being unnecessarily invasive. On the other hand, the histological result was very often not ade- quate.
Even a biopsy using a Tru-Cut needle (fig. 4) can be performed with the described ultrasound pro- cedure. This is used to define the type of cirrhosis in the liver or to diagnose certain renal diseases.
The length and localization of the biopsy cylinder can be seen precisely during the extraction as de- monstrated in the water bath (fig. 5a and b). Larger vessels can be avoided. Because of the precise visua- lization and control offered by this technique it is our opinion that hepatic biopsies in future could be carried through on an outpatient basis. With sono- graphy one can easily find if hemorrhage has occur- red and patients remain for only a Jew hours in hospital for observation.
L i m i t a t i o n s of the f i n e n e e d l e a s p i r a t i o n b i o p s y There are a Jew [actors to be considered which limit fine needle punctures. One is echinococcosis.
Every medical text book warns against intentional or accidental puncturing of hepatic cysts. B u t there are authors who even treat hydat'ic cysts by per- cutaneous puncture alone [19]. For safety reasons one w o u l d prefer to evaluate serological parameters before any puncture of a cyst in the liver, provided that this is necessary at all.
Though a trauma from the use of the fine needle is very rare - - in Z u r i c h no serious complications have occurred with patients having minimal values o[ thrombocytes and coagulation time - - there could be a continuous bleeding of a hemophiliac or a patient with coagulation disorder.
The theoretical risk of speading the tumour due to the puncture has been mentioned earlier. W h e n Volume 12 - N ~ 5-6 - 1982 3 7 3
using a fine needle this is apparently negligible [3].
On our patients spread of tumour cells has never been observed.
A n o t h e r limit of fine needle punctures is the acci- dental aspiration of blood. A b o u t 10 % of hepatic and renal punctures cannot be evaluated by the cytologist and have to be repeated. It can be extre- mely difficult or even impossible to obtain adequate material from certain tumours like the sclerotic form of Hodgkin's disease or capillary hemangiomas of the liver. In our opinion, there is no risk by inserting a fine needle into these lesions.
Combination of sonographic and radiological examinations
For m a n y years cholecystography and cholangio- graphy have been of value, but often they do not allow a definite diagnosis especially in diseases of the liver and the biliary tree where there is insuffi- cient contrast. Sonography alone can help to fill the gap of information in particular cases, because in can, for example, demonstrate a gallstone even when the X - r a y examination gives negative results.
However, sometimes it falls as well. The m e t h o d of reference, the endoscopic retrograde cholangio- graphy, is time-consuming, relatively difficult and not without risk. Moreover, it is not' success- ful in 25 % of the patients [16]. Especially important is the definitive diagnosis in jaundiced patients.
Localization and etiology of an obstruction should be k n o w n preoperatively in patients suffering from an occlusion of the c o m m o n bile duct.
It has been proven in our institute that filling of the intrahepatic dilated bileducts with contrast me- dium after insertion of a fine needle under ultrasound control is the easiest way to evaluate any obstruction.
Normally the contrast medium flows under the in- fluence of gravity to the c o m m o n bile duct and shows the etiology of the obstruction. Fig. 6 demonstrates such an occlusion due to metastasis in a woman born in 1903. T h e filling of all the bile duct is not necessary and any extravasation can be avoided.
The insertion of the needle tip into the distal part of the bile duct is technically not difficult at all, but it & more dangerous. We observed in one patient a transitory local peritonitis due to higher pressure in the bile system. Contrast m e d i u m in the immediate periphery of the c o m m o n bile duct can provoke an irritation of the vagus nerve. It appears to us safer to puncture the gallbladder directly through the skin and transhepatically, as is shown in fig. 7 in a 76 year old patient with intermittent jaundice, suffering from a choledocholithiasis. The procedure is easy and seems to us to be relatively safe with any notable extravasation being excluded.
It is an important advantage in comparison to the endoscopic retrograde cholangiography that in- fections with cholangitis and pancreatitis do not appear. Moreover, the examination time is shorter,
but it seems to be advisible that a surgical team should be standing by.
A n o t h e r indication is anterograde pyelography.
The puncture of a dilated renal pelvis is simple. T h e injection of contrast m e d i u m can be followed by sonography as well as by fluoroscopy. The etiology of hydronephrosis becomes clearly visible. Again, in addition to its low risk, this m e t h o d offers the advantage that an infection of the urinary tract can be avoided with certainty.
The different m e t h o d s of drainage application under ultrasound control will not be discussed in detail. They present themselves as palliative measures for patients with a k n o w n pancreatic carcinoma and dilated bile ducts as well as for those suffering form hydro- or pyonephrosis. Under sonographic guidance their application is easy and fast.
Some time ago in our institute, a special drainage set (**) was developed which is particularly useful for different interventions under ultrasound control.
This set is already in use in many hospitals.
The same sets have proven themselves useful for the drainage of abscesses, especially of the liver. It seems to be unnecessary to keep a drainage tube in place for a long time ; one or two aspirations being sufficient. The therapeutical effect is, however, sur- prising. The patient is relieved from pain instantly (reduced pressure on the hepatic capsula). Over night, ]ever and loss of appetite disappear, later the haemoglobin becomes normal [6].
The fine needle puncture under real-time guidance which was started 5 years ago as an insignificant
<~ risky ~> diagnostic measure in addition to tomo- graphic techniques especially for sonography has de- veloped considerably with the passing years. It has simplified the exploration of focal lesions tremen- dously and has made the procedure more economic and comfortable for the patient. Cell material, spe- ci]ic [or a tumour, is obtained in 80 to 90 % of the cases. Using this m e t h o d it is possible to make a very high percentage of definite diagnoses in compa- rison to other diagnostic methods in medicine. A l l advantages cannot be estimated at the m o m e n t espe- cially in considering the potential of combined exami- nations with fluoroscopy or certain therapeutical interventions.
Further progress and refinement of methods is to be expected and the field of diagnostic gastroentero- logy will profit and certainly make important steps forward with this technique. There is no doubt that just those parenchymal organs in the upper abdomen which are difficult to examine by endoscopical pro- cedures or can be seen only indirectly using X-rays, will be evaluated more and more by ultrasound and sonographically guided fine needle punctures. These techniques offer a convenient and simple way to establish very rapidly the definite diagnosis of many diseases and should be generally available for the benefit of all patients.
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