螺旋CT血管成像在肺癌侵犯中央肺动脉中的应用
作者：白红利 缪陶 何之彦 刘畅 朱培菊
单位：华西医科大学附属第一医院放射科 成都，610041
关键词：螺旋CT；肺血管成像；肺肿瘤；癌性侵犯
中国肺癌杂志000613
【摘要】目的 将螺旋CT血管成像(SCTA)技术应用于肺动脉成像，探讨肺癌侵犯中央肺动脉(CPA)的CTA影像特征。方法 收集具有中央肺动脉受侵征象(CICPA)的中心型肺癌30例进行螺旋CT肺血管成像(SCTPA)，并以30例正常SCTPA病例作对照。成像参数为：扫描层厚3mm，螺距1.5，重建间距1.2mm，造影剂注射速度3～4ml/s。重点观察CPA行径、管径及强化程度的改变。结果 18例(60%)有CPA行径改变。CPA行径的改变取决于肿瘤的优势位置及侵犯途径。26例(86.7%)CPA管腔有不同程度的狭窄，表现为CPA管柱状偏心或向心性狭窄，管壁光滑僵硬。重度狭窄CPA的强化程度明显降低(P<0.05)，而轻～中度狭窄CPA的强化程度改变不明显(P>0.05)。结论 本研究显示肺癌CICPA的CTA直接征象包括CPA管腔狭窄、位移及强化程度的改变。SCTA在肺癌CICPA的诊断中有重要应用价值。
【中图分类号】R816.40
The application of spiral CT angiography in cancerous invasion of central pulmonary artery in lung cancer
BAI Hongli,MIAO Jingtao,HE Zhiyan,LIU Chang,ZHU Peiju
(Department of Radiology,The First University Hospital,West China University of Medical Sciences,Chengdu,Sichuan 610041,P.R.China)
【Abstract】Objective To apply spiral CT angiography(SCTA) as imaging method of pulmonary angiography and study the imaging findings of cancerous invasion of central pulmonary artery (CICPA) in lung cancer patients by means of spiral CT pulmonary angiography (SCTPA).Methods Thirty patients with central type of lung cancer proved by bronchoscopy biopsy or surgery underwent SCTPA,and 30 cases who had negative results on conventional CT as control.Technic parameters of SCTPA applied for both groups were as follows:contrast medium injection rate of 3～4ml/s,collimation of 3mm,pitch of 1.5,reconstruction interval of 1.2mm.The CT manifestations of vessel course and lumen of central pulmonary artery(CPA) were observed and the enhancement intensity of CICPA segment was measured by 3-D imaging of CTA.Results The changes of vessel course were found in 18 cases(60%).The direction of displacement of CPA was different depending on predominant site of the mass and the pathway of CICPA.Centripetal or eccentric stenosis of CPA lumen in various degree with rigid and smooth contour was visualized in 26 cases(86.7%).Decreased enhancement intensity of CPA was significantly shown in cases whose CPA lumen severely narrowed (P<0.05),and not distinct while stenosis of CPA lumen was mild to moderate degree (P>0.05).Conclusion The direct CT signs of CICPA in lung cancer by SCTPA in this study include displacement of vessel course,stenosis of lumen and decreased intensity of contrast enhancement of CPA.SCTPA is a significant complement to conventional CT in diagnosis of CICPA in lung cancer.
【Key words】Spiral CT Pulmonary angiography Pulmonary neoplasms Cancerous invasion
中心型肺癌由于位于肺门区，容易直接侵犯中央肺动脉及其它纵隔内重要结构。中央肺动脉 (central pulmonary arteries,CPA) 是否受侵及侵犯的范围和程度，直接关系到能否手术切除及如何选择手术方式[1～3]。
螺旋CT血管成像(SCTA)系非侵入性检查，CT扫描时间短，图像后处理功能先进，已在头、颈、胸、腹等部位大血管取得了广泛的应用[4～7]，但它在肺血管中的应用还仅局限在肺动脉栓塞及AVM的检查方面[8]。本研究试图通过研究组及对照组各30例螺旋CT肺血管成像，初步探讨肺癌侵犯中央肺动脉(cancerous invasion of central pulmonary arteries,CICPA)的直接征象，为肺癌CICPA的术前诊断及TNM分期提供依据。
1 材料和方法
1.1 研究对象 收集我院1997年8月至1998年4月诊治的中心型肺癌且常规CT断面图像上具有肺癌CICPA者30例作为研究组，同期CT检查肺血管正常者30例作为对照组。
1.2 一般资料
研究组：30例。男性28例，女性2例，年龄28～82岁，平均年龄61岁。22例经纤维支气管镜活检证实为肺癌，8例手术病理证实为CICPA。其中右上肺癌10例，左上肺癌18例，左下肺癌1例，右下肺癌1例。
对照组：30例。男性22例，女性8例，年龄28～65岁，平均年龄51岁。常规CT示肺血管无异常。
1.3 CTA方法 本研究采用SOMATOM PLUS 4 VA型CT机(德国SIEMENS公司制造)，造影剂为60%泛影葡胺及优维显，MEDRAD-DP100型高压自动注射器，造影剂注射速度为3～4?ml/s，经肘前静脉团注给药，扫描延迟时间为10秒，扫描方式为螺旋扫描，扫描范围从主动脉弓顶部平面至膈顶平面，扫描层厚3?mm，螺距1.5，重建间距1.2?mm。每例均采用MIP(maximum intensity projection)及STS-MIP(sliding thin slab MIP)两种软件显示肺血管。MIP以Z轴为基本显示轴，共重建24幅图像，根据不同的显示目的选择不同的窗宽窗位：窗宽350、窗位250显示中央大血管(图1)；窗宽950、窗位120兼顾中央及外周血管，显示肿块和血管的关系。STS-MIP以X轴为显示轴，分别在上肺平面、肺动脉干平面及下肺平面各重建一幅图像，窗宽1300、窗位-200。
1.4 观测内容 对照组：①测量CPA的管径及强化CT值；②观察CPA的行径及外周血管的分布情况。研究组：参考文献，将以下征象作为肺癌CICPA的直接征象[9-12]：①管径的变化。观察管腔有无狭窄并计算狭窄程度。CPA狭窄程度的计算方法：分别测量病变血管的近端相对正常部位的管径D(若病变血管全段受累则测量对侧同级血管)及狭窄最明显部位的管径N，狭窄程度＝(1-N/D)×100%，并参照文献中对颈动脉狭窄的分级标准[5]，将其分为三度：狭窄程度0～19%为轻度，20%～69%为中度，70%以上为重度。②行径的变化及其与肿块位置的关系。结合二维及三维图像，观察CPA行径的变化、位移方向，以及与肿块位置的关系。③CPA强化程度的改变。在CTA图像上用测值软件测量受累血管强化的CT值(只测血管腔)，并和对侧同级血管进行比较。
1.5 统计分析 用t检验。
i
图 1 MIP显示中央肺血管，窗宽350，窗位250
Fig 1 MIP showed central pulmonary vessels,with window width 350 and window level 250
2 结果
2.1 对照组
2.1.1 CPA管径(表1) 双侧同级血管的管径无明显差异(P>0.05)。
表 1 CPA管径(cm)
Tab 1 Diameter of CPA(cm) Item
Pulmonary trunk
Upper pulmonary artery
Lower pulmonary artery
Right
Left
Right
Left
Right
Left
1.95
1.85
0.70
0.65
1.30
1.28
s
0.38
0.36
0.15
0.15
0.25
0.25
2.1.2 CPA强化程度(表2) 双侧同级血管的强化程度无明显差异(P>0.05)。表 2 CPA强化的CT值(Hu)
Tab 2 Enhancement CT value of CPA (Hu) Item
Pulmonary trunk
Upper pulmonary artery
Lower pulmonary artery
Right
Left
Right
Left
Right
Left
334.3
330.5
313.5
315.2
325.7
327.4
s
38.7
37.2
38.4
34.8
36.2
36.1
2.2 研究组
2.2.1 CPA行径的变化及其与肿块位置的关系 18例(60%)患者有明显的CPA行径改变，表现为CPA的僵直、移位等。左肺动脉弓扩大、上移8例，肿块位于左肺动脉弓的下、外侧，与肺动脉壁相贴或将其包埋(图2)。左肺动脉弓下移6例，肿块位于主肺动脉窗，从外上方与左肺动脉弓相贴或将其包埋。右肺动脉干下移4例，表现为右肺动脉干走行僵直，外侧份向下移位，肿块从外上方与其相贴或将其包埋。未发现右肺动脉干明显上移者。下叶肺癌均未发现明显CPA移位。
图 2 MIP左前斜位示左肺动脉弓抬高及左下肺动脉狭窄
Fig 2 MIP left anterior oblique projection showed elevation of the left pulmonary arch and stenosis of the left lower lobe pulmonary artery
2.2.2 CPA管径的改变 管腔正常4例，狭窄26例(86.7%)。CT表现：癌肿与CPA相贴者6例，仅局部管腔变窄，为轻度狭窄；癌肿包埋CPA者20例，管腔呈管柱状向心性缩窄，为中～重度狭窄，狭窄段的长度2～5?cm不等。管壁腔面光滑，未见管腔内充盈缺损的征象(图3、4)。
图 3 MIP示左肺动脉弓中度狭窄
Fig 3 MIP showed moderate stenosis of the left pulmonay arch
2.2.3 CPA强化程度的改变(表3) 与对侧同级血管相比，重度狭窄CPA的强化程度明显减低(P<0.05)，而轻～中度狭窄CPA的强化程度无明显改变(P>0.05)。
图 4 MIP示左肺动脉弓及左下肺动脉重度狭窄
Fig 4 MIP showed severe stenosis of the left pulmonary arch and the left lower lobe pulmonary artery
表 3 CPA的强化程度(Hu)
Tab 3 Enhancement intensity of CPA(Hu) Item
Severe-narrowed
Mild- to moderate-narrowed
Control
210.4
311.2
315.9
s
85.5
37.8
50.4
3 讨论
中央肺动脉是肺循环的重要组成部分，肺癌CICPA在肺癌的诊断及治疗中占有重要的位置。因此，术前正确判断有无肺癌CICPA及其范围和程度，有重要的临床意义。本研究发现肺癌CICPA的CTA直接征象包括如下几点。
3.1 管腔狭窄 从组织学特点来看，CPA与体循环系统的大动脉很相似，其管壁的中、外层具有厚实的弹力纤维，构成了对抗癌肿侵犯的强大的机械屏障。因此，和肺静脉受癌肿侵犯主要表现为管壁全层侵犯及腔内形成癌栓[9]不同，CPA受侵极少形成腔内癌栓，更多的是表现为癌肿压迫所致的管腔狭窄及位移。本组30例肺癌CICPA的CTA图像显示26例有不同程度的管腔狭窄(占86.7%)，说明管腔狭窄是肺癌CICPA常见的、重要的CT及病理征象。常规二维CT图像可以显示并测量一个横断面的管腔狭窄及其程度，通过叠加可以估算出狭窄的长度，而SCTA三维图像更能充分表现CPA行径上光滑而僵直的长管柱状狭窄的特征，并能准确测量管腔狭窄的程度及长度，为临床诊断及治疗，特别是手术治疗提供了准确的、有价值的信息。
3.2 行径的改变 肺动脉干的解剖学特点[13]决定了CTA图像对它的显示较横断面图像有更大的优越性。左肺动脉从肺动脉干发出以后，呈弓状跨越左主支气管，向后外下方向走行，其行径变化较大，很难在横断面图像上得到全面反映；而右肺动脉干虽然走行方向和CT扫描方向一致，横断面图像也仅能真实反映其前后位置关系，其上下位置关系的显示则容易受部分容积效应的影响。CTA由于能反映肺血管的三维空间关系，反映其全貌，加之能任意选择视角进行观察，因此能更直观地显示CPA的行径及其和邻近结构之间的位置关系。
肺癌CICPA的侵犯途径不同，它所引起的CTA位移方向也有所不同。如，当上肺癌肿经肺门侵入纵隔并侵犯肺动脉干时，表现为肺动脉干的上移，而经纵隔胸膜侵犯时，常常导致癌肿骑跨肺动脉干上，并压迫使之下移。螺旋CT三维血管成像，使难以在横断面图像上反映的肺动脉干上下移位得以充分显示。双肺动脉干对比，左肺动脉弓纵隔外段较长，位置相对不固定，容易受肿块的推移而发生位置的变化；右肺动脉干全段均位于纵隔内，位置较固定，不易发生变化，其位置的改变主要表现为右肺动脉干远侧段的轻度上移或下移。因此，本组10例右肺癌中，仅4例经纵隔途径侵犯CPA者右肺动脉干有轻度的下移，经肺门的6例均无明显上下移位。双下肺癌因其原发癌的部位距肺动脉干相对较远，多数只侵犯下肺动脉干，侵犯肺动脉干的较少。本组2例下叶肺癌均未累及肺动脉干。因此，我们认为，三维肺血管成像与常规二维CT图像比较，前者更能通过CPA位置的改变反映肺癌侵犯CPA的途径。本组18例有明显CPA行径的改变，占60%。
3.3 强化程度的改变 CPA受侵后，是否出现强化程度的改变，目前尚无文献报告。本组结果显示，CPA重度狭窄时，其强化程度明显低于对侧同级血管(P<0.05)。当管腔呈轻～中度狭窄时，其强化程度的改变不明显(P>0.05)。由于强化程度的改变在CPA重度狭窄后才比较明显，因此不宜过分强调该征象在诊断肺癌CICPA中的意义。但是应扩大样本量进一步探讨。
综上所述，CPA管腔狭窄及行径改变是肺癌CICPA的重要CTA直接征象。本研究表明，SCTA在肺癌CICPA的诊断中有重要应用价值。
本研究受卫生部科研基金(96-2-193)资助
参考文献
1，马富锦,曲家骐,张新生，等.侵及心血管的肺癌外科治疗问题.中华外科杂志,1992,30(3)∶156-158.
2，Ricci C,Rendina EA,Venuta F,et al.Reconstruction of the pulmonary artery in patients with lung cancer.Ann Thorac Surg,1994,57(3)∶627-633.
3，Read RC,Ziomek S,Timothy J,et al.Pulmonary artery sleeve resection for abutting left upper lobe lesions.Ann Thorac Surg,1993,55(4)∶850-854.
4，Rieger J,Hosten N,Neumann K,et al.Initial clinical experience with spiral CT and 3D arterial reconstructon in intracranial aneurysms and arteriovenous malformation.Neuroradiology,1996,38(3)∶245-251.
5，Dillon EH,Van leeuwen MS,Fernandez MA,et al.CT angiography: appliction to the evaluation of carotid artery stenosis.Radiology,1993,189(1)∶211-219.
6，Kopecky KK,Gokhale HS,Hawes DR.Spiral CT angiography of the aorta.Semin Uitrasound CT MR,1996,17(4)∶304-315.
7，Rubin GD,Dake MD,Napel SA,et al.Three-dimensional spiral CT angiography of the abdomen:initial clinical experience.Radiology,1993,186(1)∶147-152.
8，Remy JM,Remy J,Waltting L,et al.Central pulmonary thromboembolism: diagnosis with spiral volumetirc CT with the single-breath-hold technique-comparision with pulmonary angiography.Radiology,1992,185(2)∶381-387.
9，缪陶,朱培菊,张尚福,等.肺癌侵犯肺静脉干的CT、MRI表现及与病理的相关性研究.中华放射学杂志,1997,31(1)∶20-24.
10，Glazer HS,Kaiser RZ,Anderson DJ,et al.Indeterminate mediastinal invasion in bronchogenic carcinoma: CT evaluation.Radiology,1989,173(1)∶37-42.
11，王成林，赵常江.心脏大血管肺癌浸润的病理解剖及CT、MRI诊断.国外医学临床放射学分册,1992,15(6)∶324-326.
12，Redina EA,Mineo TC,Facciolo F,et al.Computed tomography for the evaluation of intrathoracic invasion by lung cancer.J Thorac Cardiovasc Surg,1987,94(1)∶57-63.
13，汪家元.肺的临床解剖学.第1版.上海：上海科技出版社,1987.154-164.
收稿日期：2000-01-25
修回日期：2000-06-30