【生物医学】多层螺旋CT血管造影及三维重建技术在肺癌血供诊断中的应用--广州医学院二附院课件

【生物医学】多层螺旋CT血管造影及三维重建技术在肺癌血供诊断中的应用-广州医学院二附院一、肺癌的供血血管及血供一、肺癌的供血血管及血供2肺癌的供血血管及血供肺癌的供血血管及血供*肺是一个双重供血器官，肺的血流由两套肺是一个双重供血器官，肺的血流由两套血管系统供应与调节血管系统供应与调节:*肺循环（肺动脉血管系统）肺循环（肺动脉血管系统）*体循环（支气管动脉血管系统）体循环（支气管动脉血管系统）3*参与肺癌的供血血管主要来源于体循环（支气管参与肺癌的供血血管主要来源于体循环（支气管参与肺癌的供血血管主要来源于体循环（支气管参与肺癌的供血血管主要来源于体循环（支气管动脉血管系统），特别是中央型肺癌单独由支气管动脉血管系统），特别是中央型肺癌单独由支气管动脉血管系统），特别是中央型肺癌单独由支气管动脉血管系统），特别是中央型肺癌单独由支气管动脉供血。动脉供血。动脉供血。动脉供血。*肿瘤累及胸膜、胸壁及纵膈时，肋间动脉、锁骨肿瘤累及胸膜、胸壁及纵膈时，肋间动脉、锁骨下动脉、胸廓内动脉、食管固有动脉及其分支、膈下动脉、胸廓内动脉、食管固有动脉及其分支、膈下动脉等供血。下动脉等供血。*当肿瘤较大时，肿瘤的供血也随之增多。当肿瘤较大时，肿瘤的供血也随之增多。肺癌的供血血管及血供肺癌的供血血管及血供4支气管动脉的解剖特点：支气管动脉的解剖特点：发自胸降主动脉，少数开口于升主动脉、锁骨下动发自胸降主动脉，少数开口于升主动脉、锁骨下动 脉及主动脉弓。脉及主动脉弓。正常内径仅为约正常内径仅为约1-2mm,1-2mm,病变时可达病变时可达5mm5mm以上。以上。支气管动脉与肺动脉在支气管壁、肺泡壁及肺胸膜内支气管动脉与肺动脉在支气管壁、肺泡壁及肺胸膜内除有毛细血管性的吻合外，在正常及病理情况下均呈现除有毛细血管性的吻合外，在正常及病理情况下均呈现有动脉性吻合存在。正常肺的血流方向往往由支气管动有动脉性吻合存在。正常肺的血流方向往往由支气管动脉流入肺动脉。脉流入肺动脉。肺癌的供血血管及血供肺癌的供血血管及血供5肋间动脉的解剖特点：肋间动脉的解剖特点：第第3-113-11肋间动脉起源于胸主动脉。肋间动脉起源于胸主动脉。第第1-21-2肋间动脉来自于锁骨下动脉的肋颈干。肋间动脉来自于锁骨下动脉的肋颈干。肋间动脉在肋骨小头下缘处分为前后肋间动脉在肋骨小头下缘处分为前后2 2支。支。后支与胸神经后支伴行，后支与胸神经后支伴行，分为脊支和肌支。肌支分为脊支和肌支。肌支至背部至背部 诸肌及皮肤，诸肌及皮肤，脊支经椎间孔入椎管，营养脊髓及其被膜脊支经椎间孔入椎管，营养脊髓及其被膜 ，且与上下位的脊支及对侧的同支相吻合。，且与上下位的脊支及对侧的同支相吻合。前支为肋间动脉的主干的延续，终支与胸廓内动脉和膈前支为肋间动脉的主干的延续，终支与胸廓内动脉和膈 肌动脉的肋间支吻合肌动脉的肋间支吻合 肺癌的供血血管及血供肺癌的供血血管及血供6锁骨下动脉的解剖特点：锁骨下动脉的解剖特点：锁骨下动脉发自于头臂动脉（右侧）及主动脉锁骨下动脉发自于头臂动脉（右侧）及主动脉弓（左侧）弓（左侧）支气管动脉起源变异时可直接由锁骨下动脉或支气管动脉起源变异时可直接由锁骨下动脉或其它分支如甲状颈干发出。其它分支如甲状颈干发出。肺上沟癌多由支气管动脉和锁骨下动脉供血。肺上沟癌多由支气管动脉和锁骨下动脉供血。紧附于胸壁的肺癌也常由锁骨下动脉和紧附于胸壁的肺癌也常由锁骨下动脉和1-31-3条肋条肋间动脉供血。间动脉供血。肺癌的供血血管及血供肺癌的供血血管及血供7肺癌的供血血管及血供肺癌的供血血管及血供胸廓内动脉的解剖特点：胸廓内动脉的解剖特点：在椎动脉的起始处的相对侧由锁骨下动脉发出。在椎动脉的起始处的相对侧由锁骨下动脉发出。在胸骨缘外侧约在胸骨缘外侧约1cm处沿第处沿第1-6肋软骨的后面下降。肋软骨的后面下降。沿途分支营养胸前壁和心包。沿途分支营养胸前壁和心包。未端至第未端至第6肋间隙处分为肌膈动脉和腹壁上动脉肋间隙处分为肌膈动脉和腹壁上动脉2终未终未支。支。所有扩散到纵隔的肺癌或肺癌附着在前胸壁均由胸廓所有扩散到纵隔的肺癌或肺癌附着在前胸壁均由胸廓内动脉供血。内动脉供血。8肺癌的供血血管及血供肺癌的供血血管及血供肺动脉有没有参与其血供？肺动脉有没有参与其血供？多数学者认为肺癌仅由支气管动脉供血，肺动多数学者认为肺癌仅由支气管动脉供血，肺动脉没有参与其脉没有参与其 血供。血供。部分学者认为肺癌不仅由支气管动脉供血，肺部分学者认为肺癌不仅由支气管动脉供血，肺动脉也参与其血供，肺癌的中心部分由支气管动脉也参与其血供，肺癌的中心部分由支气管动脉供血，边缘部分肺动脉也参与其血供。动脉供血，边缘部分肺动脉也参与其血供。9肺癌的供血血管及血供肺癌的供血血管及血供肺癌内的血管分为两类：肺癌内的血管分为两类：残留在瘤组织内的宿主血管残留在瘤组织内的宿主血管一般为小的动脉和较大的静脉，血管壁较厚，有平一般为小的动脉和较大的静脉，血管壁较厚，有平滑肌和神经结构，能区分动静脉。这部分宿主血管构滑肌和神经结构，能区分动静脉。这部分宿主血管构成肿瘤血管的主干。成肿瘤血管的主干。肿瘤内的新生血管（肿瘤微血管）肿瘤内的新生血管（肿瘤微血管）瘤体内细小血管和毛细血管，分布于瘤细胞之间的瘤体内细小血管和毛细血管，分布于瘤细胞之间的间质中。动静脉区别不明显，互相重叠，分支紊乱。间质中。动静脉区别不明显，互相重叠，分支紊乱。内皮细胞基底膜不完整，无平滑肌和神经结构。内皮细胞基底膜不完整，无平滑肌和神经结构。10了解肺癌的供血血管及血供意义了解肺癌的供血血管及血供意义对其早期诊断与鉴别诊断及治疗。对其早期诊断与鉴别诊断及治疗。肺癌的微血管构成对了解其生物学特性及预后判断有肺癌的微血管构成对了解其生物学特性及预后判断有重要临床意义。重要临床意义。指导肺癌外科手术、化疗、放疗及介入治疗等，特别指导肺癌外科手术、化疗、放疗及介入治疗等，特别是对指导肺癌的介入治疗插管、栓塞药物剂量、微球是对指导肺癌的介入治疗插管、栓塞药物剂量、微球选择及疗效评价等有重要临床价值。选择及疗效评价等有重要临床价值。11影像学技术对肺癌供血血管、血供诊断影像学技术对肺癌供血血管、血供诊断*主要依靠主动脉及支气管动脉血管主要依靠主动脉及支气管动脉血管造影或造影或DSADSA。*肿瘤血管改变可归纳为以下几点：肿瘤血管改变可归纳为以下几点：供血支气管动脉增粗供血支气管动脉增粗 肿瘤血管及肿瘤染色肿瘤血管及肿瘤染色 支气管动脉与肺循环的分流支气管动脉与肺循环的分流 肺癌对血管的侵蚀破坏肺癌对血管的侵蚀破坏 转移灶的表现转移灶的表现12影像学技术对肺癌供血血管、血供诊断影像学技术对肺癌供血血管、血供诊断血管造影或血管造影或DSADSA缺点缺点 较大创伤性及危险性，操作较大创伤性及危险性，操作复杂，费用较贵，部分病人不易接复杂，费用较贵，部分病人不易接受，图像立体感不强，一次检查不受，图像立体感不强，一次检查不能保证全部显示其供血血管，医师能保证全部显示其供血血管，医师及患者同时接受较多的及患者同时接受较多的X X线辐射剂线辐射剂量，部分病人不易接受量，部分病人不易接受。13临床上要求临床上要求如何利用先进的影像技术，找到一种简如何利用先进的影像技术，找到一种简便、快速、准确、有效、费用较低、直便、快速、准确、有效、费用较低、直观、无创伤性及病人易接受的检查方法观、无创伤性及病人易接受的检查方法用于评价显示肺癌供血血管、血供。用于评价显示肺癌供血血管、血供。影像学技术对肺癌供血血管、血供诊断影像学技术对肺癌供血血管、血供诊断14影像学技术对肺癌供血血管、血供诊断影像学技术对肺癌供血血管、血供诊断利用多层螺旋利用多层螺旋CT研究肺癌的供血血管及血供状况。研究肺癌的供血血管及血供状况。16层及以上螺旋层及以上螺旋CT能得到能得到DSA或血管造影图像，或血管造影图像，利用伪彩技术可进行肿瘤染色，而且具有简便、快利用伪彩技术可进行肿瘤染色，而且具有简便、快速、准确、有效、费用较低、无创伤性、图像直观、速、准确、有效、费用较低、无创伤性、图像直观、一次检查可较全面显示其供血血管及病人易接受的一次检查可较全面显示其供血血管及病人易接受的优点，有望成为评价肺癌的供血血管、血供、微血优点，有望成为评价肺癌的供血血管、血供、微血管构成及血流状态改变较理想的方法。管构成及血流状态改变较理想的方法。15二、肺癌二、肺癌1616层螺旋层螺旋CTCT支气管动脉血管造支气管动脉血管造 影技术方法影技术方法16肺癌肺癌1616层螺旋层螺旋CTCT支气管动脉血管造影技术方法支气管动脉血管造影技术方法CT支气管动脉血管造影技术上有一定的困难支气管动脉血管造影技术上有一定的困难:较细小，正常仅较细小，正常仅1 12mm2mm。起源部位、大小形态及行程较复杂。起源部位、大小形态及行程较复杂。CT CT血管造影受多种扫描参数影响（注射速度、造影剂血管造影受多种扫描参数影响（注射速度、造影剂剂量、延迟扫描时间，扫描层厚及螺距等）。剂量、延迟扫描时间，扫描层厚及螺距等）。不同不同CTCT三维成像方法对支气管动脉显示有一定差别。三维成像方法对支气管动脉显示有一定差别。17肺癌肺癌1616层螺旋层螺旋CTCT支气管动脉血管造影技术方法支气管动脉血管造影技术方法CT支气管动脉血管造影需满足以下主要条件支气管动脉血管造影需满足以下主要条件:支气管动脉强化程度非常高。支气管动脉强化程度非常高。邻近肺动脉、上腔静脉强化程度较低，周围邻近肺动脉、上腔静脉强化程度较低，周围 背景图像不明显。背景图像不明显。合适支气管动脉三维成像方法。合适支气管动脉三维成像方法。18肺癌肺癌1616层螺旋层螺旋CTCT支气管动脉血管造影技术方法支气管动脉血管造影技术方法如何使支气管动脉强化程度非常高如何使支气管动脉强化程度非常高,周围背景图像不明周围背景图像不明显显?高浓度非离子造影剂高浓度非离子造影剂(300mgI/ml,370mgI/ml)。较少造影剂剂量较少造影剂剂量适当注射速度适当注射速度(3ml/s,4ml/s,5ml/s,6ml/s)较准确延迟扫描时间较准确延迟扫描时间(Bolus tracking CT阈值阈值 均为（均为（120Hu)19300mgI/ml,3ml/sBolus trackingBolus tracking，CTCT阈阈值为（值为（120Hu)120Hu)20300mgI/ml,4ml/sBolus trackingBolus tracking，CTCT阈值阈值为（为（120Hu)120Hu)21300mgI/ml,5ml/sBolus trackingBolus tracking，CTCT阈阈值为（值为（120Hu)120Hu)22300mgI/ml,6ml/sBolus trackingBolus tracking，CTCT阈阈值为（值为（120Hu)120Hu)23370mgI/ml,4ml/sBolus trackingBolus tracking，CTCT阈值阈值为（为（120Hu)120Hu)24Bolus trackingBolus tracking，CTCT阈值为（阈值为（120Hu)120Hu)370mgI/ml,4ml/s25肺癌肺癌肺癌肺癌16161616层螺旋层螺旋层螺旋层螺旋CTCTCTCT支气管动脉血管造影技术方法支气管动脉血管造影技术方法支气管动脉血管造影技术方法支气管动脉血管造影技术方法1.1.采采用用高高浓浓度度非非离离子子造造影影剂剂（370mgI/ml370mgI/ml）、较较少少剂剂量量、4ml/s4ml/s、Bolus Bolus trackingtracking（CTCT阈阈值值为为120Hu120Hu）技技术术是是1616层层螺螺旋旋CTCT支支气气管管动动脉脉血血管管造造影影较理想的扫描参数。较理想的扫描参数。2.2.VRVR结结合合MIPMIP是是1616层层螺螺旋旋CTCT支支气气管管动动脉脉血血管管成成像像较理想的三维成像方法。较理想的三维成像方法。26三、肺癌三、肺癌1616层螺旋层螺旋CTCT血管造影供血血管及血供血管造影供血血管及血供271、肺癌、肺癌16层螺旋层螺旋CT血管造影供血血管血管造影供血血管28肺癌供血血管29肺癌供血血管30肺癌供血血管31肺癌供血血管32肺癌供血血管33肺癌供血血管34肺癌供血血管352 2、CTVECTVE可较好了解肺癌支气管动脉在主动脉可较好了解肺癌支气管动脉在主动脉内开口位置、形态、大小及内腔状况。内开口位置、形态、大小及内腔状况。36肺癌主动脉肺癌主动脉CTVECTVE成像成像37肺癌主动脉肺癌主动脉CTVECTVE成像成像38肺癌主动脉肺癌主动脉CTVECTVE成像成像39肺癌主动脉肺癌主动脉CTVECTVE成像成像40 3 3、肺癌、肺癌VRVR成像显示成像显示肺癌病灶内肿瘤血管肺癌病灶内肿瘤血管41肺癌病灶内肿瘤血管肺癌病灶内肿瘤血管平扫增强424 4、肺肺癌癌CTCT强强化化形形态态和和VRVR彩彩色色成成像像红红色色色色彩彩分分布形态及布形态及2 2者关系者关系(表表1-1)1-1)43 表表1-1 1-1 肺癌强化形态与肺癌强化形态与VRVR彩色成像红色色彩分布形态一致性比较彩色成像红色色彩分布形态一致性比较 Table2-1 The Table2-1 The corresponding ratecorresponding rate between enhanced type between enhanced type and distributing type of red colour of VR in and distributing type of red colour of VR in pulmonary carcinomapulmonary carcinoma_enhanced enhanced distributive type of red colourdistributive type of red colourtype _type _ homogeneity homogeneity nonhomogeneity nonhomogeneity periphery no colour Total periphery no colour Total homogeneity homogeneity 19 5 0 0 2419 5 0 0 24nonhomogeneity 3 36 0 0 39nonhomogeneity 3 36 0 0 39circle 0 3 17 0 20circle 0 3 17 0 20no enhancement 0 0 0 13 13no enhancement 0 0 0 13 13Total 21 46 16 13 96Total 21 46 16 13 96 The corresponding rate The corresponding rate between enhancing type and distributing type between enhancing type and distributing type of red colour of VR of red colour of VR was was 88.54%88.54%.44VRVR彩色成像肺癌病灶内彩色成像肺癌病灶内无色彩分布无色彩分布45VRVR彩色成像肺癌病灶彩色成像肺癌病灶内色彩周围分布内色彩周围分布46VRVR彩色成像肺癌病灶内彩色成像肺癌病灶内色彩均匀分布色彩均匀分布475 5、肺癌、肺癌VRVR彩色成像红色色彩程度分类及其强化彩色成像红色色彩程度分类及其强化CTCT值值 （表（表1-21-2）48 表表1-2 1-2 各型红色色彩程度肺癌平扫、增强后各型红色色彩程度肺癌平扫、增强后CTCT值及强化值及强化CTCT值（值（HuHu）Table2-2 the non-enhanced,enhanced and add CT value(Hu)of pulmonary Table2-2 the non-enhanced,enhanced and add CT value(Hu)of pulmonary carcinoma in each red color extent type carcinoma in each red color extent type _type type cases cases no enhancment no enhancment enhancement add CT valueenhancement add CT value_no colour no colour 17 37.558.54 44.838.73 6.342.17 17 37.558.54 44.838.73 6.342.17light 23 41.667.43 55.767.67 14.873.52light 23 41.667.43 55.767.67 14.873.52middle 38 46.3211.81 70.1312.55 24.613.74middle 38 46.3211.81 70.1312.55 24.613.74heavy 18 41.015.86 84.0917.12 43.1718.21heavy 18 41.015.86 84.0917.12 43.1718.21_Notice:no colour vs light,t=2.19,PNotice:no colour vs light,t=2.19,P0.05.non colour vs middle,t=3.62,P0.05.non colour vs middle,t=3.62,P0.05.non-colour vs heavy,0.05.non-colour vs heavy,t=7.36,Pt=7.36,P0.001.light vs middle,t=2.59,P0.001.light vs middle,t=2.59,P0.05.light vs heavy t=5.18,P0.05.light vs heavy t=5.18,P0.01.middle vs heavy,t=3.39,0.01.middle vs heavy,t=3.39,P P0.05.0.05.49肺癌肺癌VRVR彩色成像无红色色彩彩色成像无红色色彩50肺癌肺癌VRVR彩色成像轻度红色色彩彩色成像轻度红色色彩51肺癌肺癌VRVR彩色成像中等红色色彩彩色成像中等红色色彩52肺癌肺癌VRVR彩色成像重度红色色彩彩色成像重度红色色彩536 6、CTCT血管造影血管造影与与DSADSA显示供血支气管示供血支气管动脉脉 及血供状况比及血供状况比较54左中央型肺癌左中央型肺癌CTCT血管造影血管造影与与DSADSA显示供血支气管示供血支气管动脉比脉比较。55左中央型肺癌左中央型肺癌CTCT血管造影血管造影与与DSADSA显示示病灶染色病灶染色比比较。56右下肺周围型肺癌介入碘油栓塞右下肺周围型肺癌介入碘油栓塞术后术后CTCT血管造影血管造影与与DSADSA显示供血示供血支气管支气管动脉比脉比较。术后术前57右下肺周围型肺癌介入碘油栓塞右下肺周围型肺癌介入碘油栓塞术后术后CTCT血管造影血管造影与与DSADSA显示示病灶病灶血血供供比比较。58右上肺肺炎右上肺肺炎VRVR彩色成像彩色成像59左下肺左下肺错构瘤错构瘤VRVR彩色彩色成像成像60左肺肺不张（痰液）左肺肺不张（痰液）VR彩色成像彩色成像617 7、肺癌、肺癌1616层螺旋层螺旋CTCT血管造影血管造影VRVR彩色成彩色成像与微血管密度相关性像与微血管密度相关性62右下肺腺鳞癌，纵隔淋巴结右下肺腺鳞癌，纵隔淋巴结转移，重度染色，转移，重度染色，MVD(65)MVD(65)63右下肺右下肺腺鳞癌，腺鳞癌，中等染中等染色。色。MVD(51MVD(51）64左上肺肺泡癌，左上肺肺泡癌，无明显染色。无明显染色。MVDMVD（9 9）65 CT CT血管造影可以很好显示肺癌及纵隔淋巴结供血血管的血管造影可以很好显示肺癌及纵隔淋巴结供血血管的起缘、大小、形态及行程。起缘、大小、形态及行程。VR VR彩色成像显示肺癌血供更加直观，对诊断与评价肺癌彩色成像显示肺癌血供更加直观，对诊断与评价肺癌肿瘤血供状况有较大临床应用价值。肿瘤血供状况有较大临床应用价值。16 16层螺旋层螺旋CTCT血管造影显示肺癌的供血血管及血供优势血管造影显示肺癌的供血血管及血供优势:（1 1）全面、整体观察的血供来源及细节。）全面、整体观察的血供来源及细节。（2 2）同时显示病灶肺部解剖结构和供血动脉，图像非常）同时显示病灶肺部解剖结构和供血动脉，图像非常 直观。直观。（3 3）检查速度快、简便、无创伤性、费用较低、患者易）检查速度快、简便、无创伤性、费用较低、患者易 接受。接受。6667