临床护理
主办单位:安徽省卫生厅
国际刊号:1671-8933
国内刊号:34-1251/R
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多层螺旋CT扫描图像三维重建技术及在肺癌诊疗中的临床价值

    肺癌已成为人类癌症死亡的主要原因之一,且发病率及死亡率增长迅速。5年生存率在近几十年来一直为12% ~15%。多层螺旋CT(多层螺旋CT)以其“扫描速度快、范围大,薄层扫描,各向同性的容积采集及强大的图像后处理技术”等优势能全面提供详细的有关原发病灶、胸腔淋巴结、纵隔、胸膜和胸壁的解剖病理信息,已成为当前肺癌临床分期最主要的工具。

  1材料与方法

  1.1一般资料

  本研究收选2007-01~2009-06期间,在某医院进行多层螺旋CT三维肺血管重建,且病变在肺门区并与中央肺血管有一定范围接触的42例中心型肺癌。42例肺癌中,鳞癌8例,腺癌8例,小细胞癌8例,未得到病理结果而影像学和临床诊断均符合肺癌的18例。男性34例,女性8例。年龄32-69岁,平均年龄52.46岁。肺癌发生在左下叶12例,左上叶8例,右上叶8例,右中下叶2例,右中上叶4例,右下叶8例。

  1.2扫描方法

  使用日本东芝公司Aquilion型四层螺旋CT机进行胸部增强螺旋CT扫描。

  1.2.1扫描范围:从肺尖到隔肋角水平。

  1.2.2扫描条件:螺距:5.5,准直器宽度:1.0mm;电压:120KV,电流:150MAS。

  1.2.3增强条件:造影剂:安基格拉芬或优维显,总量:100m1,注射部位:右肘前静脉(高压注射器),注射速度:3ml/sec,扫描延迟时AI:12-15sec。

  1.2.4重建参数:重建层厚:1.0mm,重建层间距:0.5mm,FC(滤过函数):10。

  1.3三维重建

  对42例中心型肺癌患者进行四层螺旋CT的薄层增强扫描,应用Toshiba Alatoviex1.21软件,在独立的计算机工作站上将重建后的横断面数据生成容积数据。首先进行多层面重建(MPR)和曲面重建(CPR),然后,利用表面遮盖法(SSD),容积显示法(SVR)进行三维肺血管重建。本研究主要应用VTD技术进行SVR重建,选择重建时合适的阂值范围,肺血管120-320HU,肿瘤40-70HU,对于每一个连续范围内的每个象素值的透明度用自由形式曲线具体化,分别进行肺血管和肿瘤的三维重建,肿瘤和血管用伪彩色技术处理,使肿瘤和肺血管的三维立体形态显示在同一立体空间内。根据观察需要选择最佳的方向和角度,并可用层面切割技术(SlabSVR)显示病变的内部结构及其与邻近的解剖关系,并与胸外科医生一起探讨手术可行性。

  1.4分析统计方法

  把每一病例的SVR像质量同其SSD像相比较,中央与外周肺血管均清晰显示者为非常好(+2);中央与外周肺血管虽可辨认但图像质量一般者为比较好(+1);仅中央或外周肺血管清晰显示者为相同(0);仅中央或外周肺血管可辨认但图像质量一般者为比较差(-1);均不可辨认者为非常差(-2)。计算其平均值和标准差。应用一个样本的t-test作统计。

  2结果

  对42例肺血管三维重建成像的SVR图像质量评分是+2有30个SVR像,+l有12个。平均得分是1. 7113 ±0. 4629。计算t=16. 9711 ,P<0. 01。由此可见,SVR图像质量明显优于SSD像,两者有统计学差异。

  在SVR像显小,于aS1abSVR技术是最为实用和有效的,尤其是对于重叠结构较多的纵隔和肺门区肺血管的显示。

  临床资料较为完整(指经过手术病理、纤支镜、肺增强CT及具他检查证实)的肺癌42例。利用3D图像,全部病例都能清楚显示肺血管的立体解剖特点,及其与肺癌的空间解

  剖关系。手术病例的三维图像与术中所见基本一致。

  多层螺旋CT三维肺血管图像上肿块与中央肺动脉的空间解剖关系大体呈现为三种类型:A型:中央肺动脉显影完整,受肿块推挤从周围包绕肿块,即反包绕,形成“手握球”征。B型:中央肺动脉显影基本完整,肿块从四围包绕中央肺动脉,其边缘可显毛糟,外周肺动脉分支可显凌乱,即包绕,形成“枯树枝”征。C型:肿块包绕中央肺动脉,并使之残缺截断,形成“残根”征。C型可作为肺动脉受侵的直接征象。各类型例数如表1所示:

  表1各肺动脉分型中肺癌例数及所占比例

  类型A型B型C型

  例数81816

  百分比(%)19.0542.8638.09

  在所有42例病人中可知病理类型的24例,其与肺动脉分型间关系如表2所示。A型中全部是鳞癌;腺癌和小细胞癌均无A型,以B, C型为主,肿块包绕肺动脉:C型中无鳞癌。

  表2 24例肺癌病理类型与肺动脉类型间关系

  鳞癌腺癌小细胞癌

  反包绕A型400

  包绕B型464

  C型024

  (图中数值单位均是例数)

  依据最新的国际肺癌TNM分期方案对42例中心型肺癌的CT影像进行分期。此多层螺旋CT三维肺动脉分型与i-TNM分期的关系如表3所示:

  表3三维肺动脉分型与i -TNM分期的关系

  T2T3T4N1N2N3M0M1

  A型44006280

  B型6444212162

  C型00160214142

  各型肺癌治疗方案的选择与三维肺动脉分型之间的关系如表4所示:

  表4三维肺动脉各分型的治疗情况

  手术放化疗、介入放弃

  A型260

  B型4122

  C型0124

  (图中数值单位均是例数)

  3讨论

  通过本研究的结果分析,显示三维重建成像技术可在肺癌的CT诊疗中发挥巨大作用。

  3.1显示肺动、静脉正常解剖

  “由于肺门部动、静脉及支气管叠加或伴行,使得CT轴位像上难以清晰显示肺门区比较复杂的血管关系”。并且,肺动、静脉在肺内的段和亚段级分支变异较大,或有或无,或几支共干,或异常分支等。这些情况在传统CT上很难分辨。本组资料显示,多层螺旋CT三维肺血管图像可较横断面图像更为理想地显示肺血管的正常和异常解剖学形态,其特有的立体性、直观性、连续性为横断面图像所无法比拟,从而为外科手术提供更准确的肺血管的解剖关系和肺癌的CT定位,减少了胸外科手术的盲目性,提高了手术的有效性。

  本研究主要对两肺动脉系统进行了研究。左肺动脉系统以左侧位的SVR像显示最佳。右肺动脉系统以右侧位SVR和前后位的Slab-SVR像显示最佳。由于本研究病例数量尚少,未能对肺动脉的变异情况及显示率作出系统分析,这有待于进一步研究。

  3.2显示肿瘤和肺血管的空间解剖关系

  本研究中42例肺癌,左肺门处20例,右肺门处22例,利用多层螺旋CT的三维重建技术,对中央肺血管和肺癌进行3D重建。MPR,CPR,SSD,SVR等技术对肺血管进行纵切、曲面切,以及任意角度、任意容积宽度的3D显示,可清晰地展现出肺血管与肿瘤的准确空间关系,对肿瘤

  做出准确空间定位;明确局部血管解剖学形态,为术前评价提供合理的依据。在手术的4例中心型肺癌病例其三维图像所显示的肺动脉与肿瘤空间解剖关系在术中均得到了证实。一例三维所见为A型,术中能够充分剥离左下肺动脉,故行左肺下叶切除术,一例三维所见为B型,术中癌组织完全包绕右下肺动脉,无法剥离,故行全肺切除术。而单一的横断面CT视角受到局限,尤其是对斜行和弯曲走行的血管,无法准确分析他们与肿瘤的关系。并且,直观的三维图像和各角度连续的电影播放为影像医生与胸外科医生所共享,帮助胸外科医生决定手术术式和选择治疗方案,这一点是横断面CT远不能及的。

  3.3肿瘤与肺动脉空间关系的分型

  “肿瘤和肺动脉的关系是病变发生发展过程中病理解剖学和病理生理学变化的结果,并从某一侧面反映了病变发生发展的规律和生物学行为”。不同的生长方式、病理学类型均影响这种关系。从这一角度出发,深入研究肿瘤和肺动脉的空间结构变化规律,分析这些变化的病理基础。本研究主要讨论中央肺动脉,即从肺动脉主干到各段近端肺动脉的统称。在三维CT图像上,它与癌肿的关系大体呈现三种类型:A型:手握球式(反包绕);B型:枯树枝式(包绕);C型:残根式(包绕)。A型表现为中央肺动脉显影完整,受肿块推挤从周围包绕肿块,形似手握球式。此型肺癌TNM分期中T2和T3期各半,以N2为主,全部为MO期。在己知病理中A型全部是鳞癌(4例),而腺癌和小细胞癌均为0例。本型中2例完成了手术治疗,三维CT显示癌肿未侵犯到左下肺动脉,与手术结果相符。本型4例病人表现出呼吸困难的症状,为大呼吸道管腔受阻改变,这一症状与内镜下所见基本吻合。

  一般认为此型癌肿对中央肺动脉未侵犯,癌肿多为支气管腔内占位,为壁内式生长方式,较为局限,因此对中央肺动脉仅表现为推挤改变。这也是中早期中心型鳞癌最常见的生长方式。总之,A型多为鳞癌,管内型生长,癌肿多未侵及肺动脉,可选择手术治疗。腺癌和小细胞癌均为B型和C型,无2例A型。B型给手术带来一定困难,往往无法剥离肺动脉。C型提示中央肺动脉受侵的直接征象,一般不适宜手术治疗。

  4结论

  “早期中央型肺癌多采用手术切除的治疗方案,中晚期失去切除机会的患者可行放疗、化疗为主的综合治疗”。中央型肺癌治疗前要明确肺癌肿物本身及其继发性改变,需进行影像学检查。目前螺旋CT是中央型肺癌影像学检查的主要工具。与普通螺旋CT相比较,多层螺旋CT具有扫描速度快、扫描范围广、空间分辨力和时间分辨力高等优点,利用多层螺旋CT扫描图像三维重建技术远远优于普通螺旋CT。多层螺旋CT扫描图像三维重建技术判断中心型癌纵隔、肺门血管肿瘤侵犯的敏感性、准确性高于横断面图像,特异性略高于横断面,多层螺旋CT扫描图像三维重建技术应成为中心型肺癌术前检查、确定手术方案的必要手段,特别是对于拟行保留肺功能的非全肺切除手术及体外循环的患者。多层螺旋CT扫描图像三维重建技术在中心型肺癌T分类中与病理的符合率显著提高,对于制定正确的治疗方案、估计预后均有一定的帮助。

  参考文献:

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