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第12章 肿瘤影像诊断技术与介入治疗 .doc
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    第12章 肿瘤影像诊断技术与介入治疗

    第一节CT的临床应用

    一、CT发展的历史和回顾

    1970年初Godfrey Hounsfield发明了计算机体层摄影(computed tomography,CT),获得了1979年度诺贝尔奖。

    测量CT值可决定定组织的类型(如脂肪、体液、软组织、钙化等),CT值标为Hu(Hounsfield unit),水的CT值常为0Hu,空气为-1000Hu,骨为800~-3000Hu等。

    二,螺旋CT在临床的应用

    (一)螺旋CT扫描的优点

    * 扫描时间短,整个扫描可在10~60s内完成

    * 可增加单位时间内检查的病人数量;

    * 可在一次屏气状态完成数据采集,因而减少呼吸及心脏运动的伪影和小病灶遗漏的可能性;

    * 可在造影剂浓度达到峰值时成像,井分别得到器官的动、静脉期的图像,既可能减少造影剂用量又增加厂强化效果;

    * 扫描时间短使病人更易接受或耐受CT检查,非伟僵用于外科急诊及儿科检查,在病人不能屏气和配合情况下,可将图像的运动伪影减到最少。

    * 螺旋CT容积扫描数据获得以后,可以选择病灶的位置作为中心,以任意层厚及间隔进行图像重建,井可将层面数据重叠重建。

    * 可在不增加x线照射量的同时提高纵向分辨率,提高小病灶的检出率,并能减少部分容积效应的影响,提高病灶CT值测量的准确性。

    * 螺旋扫描另一突出的优点是能获得无间隔的薄而密集的资料,又叫作容积资料。

    {二)CT三维成像

    螺旋CT扫描获得的容积数据除可得到高质量的横断面图像外,随着CT软件的迅速发展,还可行三维CT、CT血管造影、CT多平面重组及CT内镜重建

    (三)螺旋CT血管造影(CT angiography,CTA)

    CTA是经周围静脉高速注入碘造影剂,在靶血管造影剂充盈的高峰期,用螺旋CT对

    其进行快速容积数据采集,由此获得的图像再经各种后处理技术,合成三维血管影像。

    (四)CT多平面重组(multiplanar reformations,MPR)

    与图像重建概念不同,CT多平面重组是在对病人进行了一定数量的无间隔的薄层扫描之后,将已有的各层面中的有关显示数据取出来重新组合成三维空间中的另外新的平面图像。这是一种利用计算机将各个不同层面的像素重新排列的技术,重组的平面通常有冠状、矢状、斜面及曲面重组,能从不同平面上更为细致地分析病变的内部结构及与周围组织的关系.因而大大超越了横断面图像的局限性"j。

    MPR主要应用于以下两方面:①发生于解剖临界部位的病变和复杂解剖结构部位。②对迂曲走行血管的显示:如采用MPR的曲面重建法,可将血管的整个行程显示在一张图像上,有助于了解肿瘤与大血管的关系。

    (五)CT仿真内镜成像(CT virtual endoscopy,CTVE)

    螺旋CT容积扫描和计算机仿真技术的结合产生了CT仿真内镜成像技术。CTVE的临床价值有:

    ① 为非侵入性检查,安全,病人无痛苦。尤其适用于不能承受纤维内镜检查的病人。

    ② 能从不同角度和从狭窄或阻塞远端观察病灶。这一点对于喉CT内镜成像尤其重要,因为纤维内镜不能观察声门结构的下表面。

    ③ 能观察到纤维内镜无法到达的管腔,如血管、鼻窦内腔情况。

    ④ 能帮助引导纤维内镜活检及治疗。

    ⑤ 可改变管壁透明度,透过管腔观察管外情况。

    三CT造影剂对比增强

    ① 造影剂的快速高压注射法比滴注法更好;

    ② 脏养实质增强程度与造影剂注入的剂量及速度直接相关

    ③ 目前CT检查中常规使用的造影剂是经尿路扫泄的有机碘造影剂,这类造影剂是水溶性的,具有较高的安全系数。但仍可发生某些副反应和过敏反应如皮疹、恶心、呕吐、胸闷、喉头水肿,甚至呼吸、循环衰竭造成死亡,因此应特别小心。在水溶性造影剂中,目前我国最广泛使用的是离子型造影剂,常规CT增强有效的碘剂造影剂浓度是60%。

    ④ 非离子型造影剂的渗透压与血液的渗透压相近,固具有较低的心血管毒性和神经毒性,患者容易耐受,因此非离子造影剂在高危病人或需要用大剂量造影剂检查时,尤其值得推荐。

    ⑤ 注射造影剂有两种方法:即单相法和双相法。单相法是以一定速度注入造影剂(3~5rnl/s)。双相法扫描开始以3~5ml/s的速度注入造影剂50mi,然后以1ml/s的速度注射完余下的部分。

    (一)CT动态增强扫描(dynamic bolus enhanced CT,DBCT)

    当CT扫描时间与扫描间隔时间之和小于10s时,CT动态增强扫描才成为可能。

    动态增强扫描常指同层动态扫描,同层动态扫描主要是研究病灶的增强特征,鉴别其性质,常常应用于肝癌、血管瘤、肝内胆管细胞癌以及肺部孤立结节等的诊断与鉴别诊断。如肝血管瘤,在DBCT上表现为动脉期边缘区域出现结节样增强,其增强的程度与同一层面的主动脉一致,这些表现均高度提示血管瘤。2--5min扫描时可见强化范围逐渐向病变中心扩展且强化程度慢慢减低。最后整个病灶变呈等密度填充

    双期CT扫描(加上平扫则成为三期扫描),也属DBCT中的一种。

    双期扫描是指在肝动脉期扫描,接着在门静脉期再扫描。肝动脉期大约出现在注射造影剂后15~30s,门静脉期约出现在注射造影剂后60~80s。

    这种方法可选择性的应用于富血管性肿瘤的病例,例如:肝癌、局灶性结节性增生、肝腺痼、胰岛细胞瘤及乳腺癌肝转移瘤等。肝痛往往是在动脉期整个病灶立即见强化,门静脉期病

    灶密度迅速减退。

    (二)延迟增强扫描(delayed contrast CT scan)

    延迟增强CT扫描现常用于肝内小的占位性病变检查,及肝内占位病变鉴别诊断的检查。正常肝组织和某些病变如局灶性结节样增生(focal nudule hyperplasia,FNH)能摄取水溶性含碘造影剂进入胆管系统,静脉注射造影剂120-180mi后,或在常规增强或动态增强扫描后4-6小时进行CT扫描,其CT值较平扫时明显增高,反映了肝组织及FNH具有较强的摄碘、泌碘、集聚碘的功能。而肝癌、肝血管瘤、肝囊肿不具备摄取碘的功能,两者密度差异增大。平扫和常规增强扫描呈等密度的病灶,可在延迟扫描时表现为低密度,因此可提高肝内小病灶的检出率。

    四、高分辨率CT扫描

    * high-resolution CT,HRCF,最适宜于显示肺的微细结构和肺局灶性微小病变、以及对骨质的细微结构进行研究。在肺的CT扫描中,HRCT是目前最能详细显示正常肺解剖和病理改变细节的一种影像学手段,有效空间分辨率达到0.3mm。HRCT的良好密度分辨提高了肺内小圆形阴影显示的可能性。

    * 增加高对比分辨率的算法,在增加肺部和骨的细节的同时,牺牲了软组织分辨率为代价的,使纵隔和肌肉结构显示不清。

    五、超高速CT

    * 超高速CT(utrafast CT,UFCT)取消了X线管曝光同时进行机械旋转的取样方式,而由电子枪发射电子束轰击半环形靶产生x线,这样就极大提高了扫描速度,可达每秒20幅图像。

    * 这样快的速度足以"冻结"心脏的运动,获得心脏不同时项的清晰图像。

    * UFCT检查大血管已明显忧于螺旋CT和超声心动图。

    * UFCT的薄层高分辨牢图像,对于发现肺动脉血栓或栓塞有重要价值,明显优于MRI。

    * 电影序列是检查心脏肿瘤的最佳方法。

    * 超短的曝光时间可以"冻结"运动,从而避免目前大多数儿科CT检查中病人常要用镇

    * 静药的问题。

    六、CT在肿瘤分期中的应用

    肿瘤临床分期标准是在以特定的影像学技术为主的条件下,结合其它因素为指导肿瘤的治疗和预测预后等,所提出的一种较为合理的方案。

    (一)在肿瘤T分期中的应用

    * C'T可显示肿瘤向周围和深部蔓延、或超腔生长的情况,在临床广泛地作为肿瘤的"T"分期标准。

    * 如CT显示在肿瘤和主动脉之间存在一个等于或大于90'的接触弧,那么很可能有主动脉侵袭;若接触弧小于45'刚意味着无主动脉侵犯。

    * 食管、主动脉和脊柱之间三角形的脂肪间隙消失,是提示主动脉侵犯的可靠征象。消瘦的病例,常缺乏脂肪平面。

    * 在评价直肠癌局部侵犯方面,内镜超声的准确性忧CT。

    (二)在肿瘤N分期中的应用

    * 目前已广泛应用CF作为忡瘤N分期于段。

    * 淋巴结的大小是CT诊断正常或异常的唯一标准,一般是以淋巴结短轴长度大于10mm者被视为异常。

    (三)在肿瘤"M"分期中的应用

    * 肺癌病人行n扫描时应包括上腹部,因为肺癌通常易转移到肾上腺、肝和上腹部淋巴结。

    * 对胸片正常或仅显示单个结节的病人,建议采用螺旋扫描,若在其容积资料可疑点上再以小的层距进行分割重建,更可发现肺边缘胸膜下易被遗漏的病灶。

    七.存在问题及今后的研究方向

    (一)图像存在伪影(artifacts)和噪声(noise)的问题

    在脑皮质,颅后窝、颅中窝、颅底和椎管部位的肿瘤诊断中,MRI取代CT起主导作用。

    (二)对胃肠道粘膜早期病变的诊断问题

    * 常规胃肠钡餐造影对粘膜的显示和对早期病变的诊断比CT优越。胃的CT水造影和目前最新研制正在临床试用的口服负性造影剂,有可能改善CT对胃肠道粘膜病变的敏感性。

    * CT在探测肠系膜的病变时,区分未充盈的肠袢和肿瘤也有一定围难。

    (三)组织特异性诊断的问属

    (四)小的弥漫性病灶诊断的问题

    MRI增强扫描则较CT敏感。曾提倡用Ga核素扫描,以发现隐匿的弥漫性病灶

    (五)鉴别肿瘤的复发与残留的局限性

    (六)3DCT(三维成像)、CTA(螺旋CT血管造影)及MPR(CT多面重组)所存在的问题

    * 空间分辨串较差、失去图像的许多细节,2mm以下的细小结构和血管显示不理想。组织之间的CT值差别不大时,3D成像难以处理。

    * 扫描、图像重建技术较高,处理不当易造成假象。

    * 图像后处理过程需花费较多的时间。

    (七)CTVE(仿真内镜成像)存在的问题

    * 缺乏组织特异性,且不能进行活检。

    * 对扁平病灶的检测敏感性还有待提高。

    * 不能对管腔内膜的颜色变化及细节情况进行观察,对结肠内残留粪便无法与息肉和肿块区分,肠腔充气不足也造成观察困难。

    第二节磁共振影像诊断和波谱分析

    在外磁场的作用下,处于进动状态的含有奇数中子或质子的原子核,例如氢原子核会发出一定频串的无线电波。用适当的无线电波对进动的原子核进行激励,可以使其进动角度增大;在外加的无线电波关闭后,进动的原子核又会逐渐回复到原来的位置,并发出与激励无线电波频率相同的射频信号。这一现象被称为核磁共振现象。

    二、磁共振造影剂

    MR造影剂的增强机制与CT造影剂完全不同,前者本身不产生MR信号,只是改变组织的T1、T2达到间接增强的效果而后者本身能吸收x线而起到直接增强的作用。

    磁共振造影剂按其磁化性质可分为:

    1.顺磁性造影剂顺磁性物质含有不成对的电子,具有磁矩。组织内的顺磁性物质产生局部较大的磁场变化而使邻近的水分子中氢质子的T1、7'2弛豫时间缩短,引起质子弛豫增强,产生强化效果。

    2.铁磁性造影剂。

    3.超顺磁性造影剂铁磁性造影剂和超顺磁性造影剂均为微小粒子,缩短了有关质子的T2弛豫时间而对T1弛豫时间无甚影响。在用于T2加权成像时造成信号降低,故称为MR阴性造影剂。

    上述几类造影剂都是通过改变含造影剂组织的T1、T2弛豫时间来达到强化目的。另一

    类造影剂是通过改变质子密度来达到造影目的,如perlluorocarbon乳剂。

    Gd-DTPA。它能显著缩短弛豫时间。在浓度较低时Gd-DTPA对Tl的影响7倍于对T2的影响,此时含造影剂的组织在T1加权像上表现为高信号,Gd-DTPA的作用是一种阳性造影剂。但随着其浓度的增加,高剂量的顺磁性物质也可以作为阴性造影剂。

    三、磁共振血管造影

    磁共振血管造影(magnetic resonance angiography,MRA)是利用MR的流动效应来显示血管影像的方法,它不同于常规x线血管造影和CTA,一般不需要在动脉或静脉内注射造影剂,是一种无刨伤性的血管造影技术。

    方法:

    时间飞越法

    1.二维时间飞越法(twodimensionaltimeofflight,2D-TOF)。

    2,三维时间飞越法(th吩dimensional tln2eofflight,3D-TOF)

    相位对比法

    造影剂在磁共振血管造影中的应用

    (六)l临床应用

    其优点是;

    * 无电离辐射。

    * 常规MRA可避免穿刺和碘造影剂的使用,对有出血倾向、A7和肾功能不全者、对碘造影剂过敏者,特别有意。即使是对比增强MPA,其所用的对比剂安全、肾毒性小、不良反应少。

    * 没有骨和钙化斑块的影响。

    * 可经任意平面扫描得到图像

    * MRA图像质量常好,可以弥补多昔勒超声的不足

    第三节肿瘤核素影像诊断与治疗

    正电子发射计算机断层(positron emission computed tomography,PET)

    单光子发射型计算机断层成像系统(single photon emission tomography,SPECT)

    {二)放射性受体显橡

    受体是一种蛋白分子,并与特定生物化学物质结合后触发一系列连锁反应,受体与配体的相互作用能调节生化、内分泌反应和细胞膜离子的通遗住。利用放射性核素标记受体或其配体,进行受体显像,以显示正常及肿瘤组织的受体对生长因子和生长抑制因子的相互作用。受体PET显像可进行定量分析,有些显像剂可用SPECT进行,1. 生长激素受体......(后略) ......