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肺癌支气管动脉树的分布特点与图像分析

来源:INTERNET
摘要:【摘要】目的定性和定量研究肺癌组织支气管动脉树的分布。方法对54例肺癌支气管动脉造影资料进行分析,并利用计算机图像处理系统进行肿瘤内支气管动脉的相对分布面积和相对平均灰度进行研究。结果肺癌表现为血管结构异常和肿瘤血管染色,其肿瘤血管染色范围/肿瘤面积,大于60%为多血供,9例(16。肺癌支气管动脉树......

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    【摘要】 目的  定性和定量研究肺癌组织支气管动脉树的分布。 方法  对54例肺癌支气管动脉造影资料进行分析,并利用计算机图像处理系统进行肿瘤内支气管动脉的相对分布面积和相对平均灰度进行研究。 结果  肺癌表现为血管结构异常和肿瘤血管染色,其肿瘤血管染色范围/肿瘤面积,大于60%为多血供,9例(16.67%);30%~60%之间为中血供,37例(68.52%);小于30%为少血供,8例(14.81%)。肺癌支气管动脉树有10种X线征象可供参考。两肺不同部位的肿瘤供血动脉支进入肿瘤有相对恒定的门,可用时针表示其位置。 结论  支气管动脉在原发性肺癌组织的供血范围局限,应考虑肺动脉参与肿瘤供血和介入治疗。此外应重视肿瘤血管门的临床意义。
    
        
  Peculiarity and computer image analysis of distribution of    

  bronchio-arterial tree in pulmonary carcinoma
     
  Gao Congjing,Chen Eryu,Ji Rongming,et al.

    Department of Radiology,97th Central Hospital of PLA,Xuzhou221004.   
     
  【Abstract】 Objective To analyze the distribrtion of the broncho-arerial tree in pulmonary carcinoma quali-tatively and quanitatively.Methods The broncho-arteriography in54cases of pulmonary carcinoma were observed and analyzed,processing system and the comparative distributing area and comparative average grey degree were calcu-lated by computer image analysis.Results In pulmonary carcinoma the bronchoarterial tree is abnormal in structure and arteries are stained.The area of stained arteries/area of carcinoma(Aa%)over60%(rich blood supply group)oc-curs in9cases,16.66%.In common blood supply group,the Aa%between30%~60%occurs in37cases,68.52%.In poor blood supply group,the Aa%below30%occurs in8cases,14.81%.Ten types of X-ray expression of the bronchoarteial tree are present in pulmonary carcinoma and they may be useful for clinical diagnosis.A hilum is constantly present for the broncho-arterial branch entering the carcinoma.The location of the hila of different located pulmonary carcinoma are relatively and constantly arranged according to the clock points.Conclusion The blood sup-plying area of the broncho-arterial tree in primary carcinoma is limited,so pulmonary arteries should be considered as an another origin of blood supplying and be used for introduced therapy.
   
  Key words lung neoplasms bronchial arteriography broncho-arterial tree image analysis
      
  晚期肺癌支气管动脉供血已达成共识,介入放射学中利用支气管动脉造影(BAG)和支气管动脉插管化疗(BAI)进行肺癌的治疗,已做了大量的临床工作,其临床意义更加显得重要和突出。肺癌中肺动脉供血情况如何?能否对肺癌血供定量分析?目前国内外文献中尚未见有这方面的报道,因此我们试用计算机图像分析系统对肺癌支气管支动脉供血进行定量分析,现报告如下。

  1 资料与方法
      
  1.1 一般资料 54例原发性支气管肺癌患者,男性44例,女10例,平均年龄55岁。经病理证实,鳞癌23例,腺癌24例,肺泡细胞癌2例,小细胞癌3例,未分化癌2例。临床分期为Ⅱ期6例,Ⅲ期29例,Ⅳ期19例。另有1例肾癌切除术后肺部广泛转移,仅参与文中讨论。肺癌X线类型及分布部位见表1。
     
  表1 肺癌X线类型及部位略

     1.2 支气管动脉造影方法 采用Seldinger技术经皮股动脉穿刺插管,使用6.0FCobra导管选择性支气管动脉插管,以2~3ml/s流速量,150PSI压力注入造影剂76%泛影葡胺6~10ml(1PSI=0.07kg/cm 2 ),待肿瘤血管不再染色,支气管动脉干及其肿瘤内分支守全染色,图像清晰满意时摄取前后位像。

     1.3 图像分析 用中科院CA6300彩色图像分析系统在上述前后位X线片上,用计算机测定并计算支气管动脉树在肺癌内的相对分布面积(Aa%)和相对平均灰度(Gg%)。

  2 结果
    
  2.1 肺癌内支气管动脉树X线表现的基本特征 BAG所见有10个征象,即:(1)肿瘤区内支气管动脉显示增生或显著增生的血管网的占88.8%,其中显著增生占72.22%,血管网多不到达肿瘤边缘;(2)肿瘤区被造影剂浓染,呈点片状血窦、血湖与增生血管并存,增生血管染色常可衬托出肿瘤的位置与大小占51.85%;(3)肿瘤区外支气管增粗和迂曲占59.25%;(4)支气管动脉僵硬不规则,管径粗细不均占72.22%;(5)B-P分流征,经分流显像的肺动脉可有狭窄、中断或僵硬呈枯枝状占31.48%;(6)窃血征,见于肿瘤供血特别丰富的病例,正常肺野内支气管动脉血流速度快而不显像或显影甚少占98.14%;(7)对侧肺门或纵隔淋巴结转移染色显影占29.62%;(8)支气管动脉受增大肺癌的影响而呈移位、聚拢、握球状等表现占62.96%;(9)灌注后肿瘤坏死出现空洞占3.70%;(10)支气管动脉参与肺内转移性结节病灶(1.0cm以上的肿瘤)供血1例。

     2.2 肺癌组织供应动脉“门” 由于肿瘤组织需要大量的血液供应,根据肿瘤在肺野内的位置而进入肿瘤的动脉支本侧多为1支,2~3支者罕见。支气动脉发出的肿瘤支入肿瘤处有一血管门,入门后反复分支。两肺上中下野内或肺门区的肿块,其血管门有相对恒定位置,由于肿瘤呈椭圆形,可用时钟表示肿瘤。左上肺肺癌血管门多在7~8点钟位置;右上肺癌血管门多在4~5点;左中肺肺癌血管门多在8~9点,右中叶肺肺瘤血管门多在3~4点;右下肺肺癌血管门多在10~11点,右下肺肺癌血管门侧多在1~2点。如果肿瘤血管支来自后肋间动脉,则血管门多在肿瘤后方。

  2.3 肺癌内支气管动脉树的相对分布面积(Aa%) 肺癌内支气管动脉的相对分布面积系肿瘤内支气管动脉染色区的面积与肿瘤整体面积之比值,称之为Aa%值。根据BAG与去除蒙片后胸片对照结果,肺癌内Aa%值多集中在30%~60%之间,以此作为中血供标准,进行分析。肺癌内支气管动脉Aa%值大于60%者为多血供,共9例占16.67%;在30%~60%之间为中血供,共37例占68.52%;<30%者为少血供,共8例占14.81%。

     2.4 肺癌内支气管动脉树的相对平均灰度(Gg%) 肺癌内支气管动脉树的相对平均灰度系肿瘤内支气管动脉染色区的平均灰度与肿瘤整体平均灰度的比值,是消除的肿瘤整体平均灰度影响后的血管区平均灰度代表值,称之为Gg%值。肺癌内Gg%值多集中在100%~125%之间。以此作为中灰度值标准,进行分析。Gg%值大于125%者为高灰值,共8例占14.81%。在100%~125%之间者为中灰度值,共40例占74.07%。<100%者为低灰度值,共6例占11.11%。

     2.5 肺癌肿瘤区血管的密度代表值(Ag.Gg%) 我们以Aa.Gg%代表肿瘤内血管区的密度值,Aa.Gg%既考虑到血管在肿瘤中的相对分布面积,又考虑到血管区在肿瘤中的相对平均灰度。肺癌中支气管动脉Aa.Gg%值中血供相对集中于30%~70%之间,共43例占79.63%,>70%的肿瘤区血管密度相对较高6例占11.11%,<30%的共5例占9.26%(见表2)。

     2.6 鳞癌与腺癌与血管密度代表值的关系 肿瘤性质与Aa.Gg%关系见表2。
     
  表2中鳞癌支气管动脉Ag.Gg%值多于30%~70%之间,共18例占78.26%;其余的都大于70%,共5例占21.74%。腺癌支气管动脉Aa.Gg%值多小于70%,共23例占95.84%;仅1例大于70%,占4.16%。上述结果提示鳞 癌肿瘤内血供比腺癌更加丰富。
    
  表2 肿瘤性质与Aa.Gg%的关系略

     3 讨论
    
  3.1 关于肺癌的双重供血及介入治疗 本文研究发现支气管动脉是肺癌的主要供血动脉系统之一,但是供血量在30%~60%之间的为中血供共37例占68.52%,多血供者仅9例占16.67%,少血供8例占14.81%,且供血多不达癌肿的边缘。说明除支气管动脉外,肺动脉亦是肺癌的主要供血动脉之一 [1~4] 。由于原发性支气管肺癌供血问题存在争论,尤其是肺动脉是否参与供血意见不一 [5,6] 。近年来,不少作者通过标本研究和肺叶肺动脉DSA证实肺动脉参与原发性支气管肺癌供血 [2,4,7,8] ,并在临床上据此治疗发挥效能。方淳等 [4] 研究证实肺动脉参与肿瘤染色范围超过肿瘤面积的50%。本文亦提示肺癌存在着支气管动脉与肺动脉双重供血,而且供血范围较广,但需进一步作肿瘤肺动脉活体灌注观察分布定量及定性分析(另文报道)。

     肺动脉作为肺的功能血管在肺泡周围建立庞大的毛细血管网,并且肺动脉与支气管动脉间有动脉吻合。恶性肿瘤的生长具有侵袭性和破坏性,在病程发展后期很难使肿瘤内保持完整独立的供血系统,这无疑对支气管动脉单纯BAI和栓塞提出了挑战。因此,原发性支气管肺癌患者还应该做肺动脉化疗。

     3.2 肺癌肿瘤组织血管“门”的临床意义 本文在回顾性阅读支气管动脉造影片和计算机图像分析时发现,支气管动脉的分支进入两肺叶不同部位的肿瘤,均有血管门,动脉经门进入肿瘤组织后再反复分支供应肿瘤组织。由于癌组织嗜血、窃血等特征,认识肿瘤组织血管门有其重要的临床意义:(1)在介入操作中,能否用微细导管栓塞肿瘤供血动脉,从而使肿瘤细胞缺乏营养而坏死,这是临床值得进一步探讨的课题。(2)由于肿瘤血管有相对恒定的位置,可用时钟表示,在临床工作中对不能手术切除的中央型肺癌,能否作供血动脉干的结扎亦是阻断肺癌供血动脉有效方法之一。因此,术前作BAG是非常必要的。

     3.3 用计算机图像分析测定肺癌肿瘤血管分布的临床意义 用计算机图像分析系统测定肺癌组织内肿瘤血管相对分布面积和无血和区数密切相关,可做为监测癌转移的指标 [9] 。plate等 [10] 发现成胶质细胞肿瘤与星形细胞肿瘤相比VEGF表示水平高,目前抗肿瘤血管生成已成为抑制肿瘤生长和转移的新的治疗策略。
    
  参考文献
    
  1 高从敬,巫北海.晚期肺癌行支气管动脉与肺动脉双重介入治疗的临床应用.医学影像学杂志,1997,7(3):201-203.

     2 高从敬,巫北海,陈尔瑜,等.肺癌供血动脉的立体构筑及临床意义.解剖学报,1998,29卷(增刊):80-84.

     3 高从敬,陈尔瑜,纪荣明,等.肺癌组织内肺动脉供灌注血管立体构筑.中国肿瘤临床,1999,26(7):514-516.

     4 方淳,齐文龙,方立德,等.肺癌的肺动脉供血初步探讨.中国医学计算机成像杂志,1998,4(1):25-28.

     5 高广如,滕臬军.支气管肺癌供血的DSA研究,江苏医药,1992,18:609-611.

     6 肖湘生,欧阳强,韩希年,等.肺癌血供的DSA研究及临床意义. 中华放射学杂志,1997,31(7):446-448.

     7 董永华,周康荣.支气管肺癌肺动脉血供研究.中华肿瘤学杂志,1995,17:53-55.

     8 滕臬军,蔡锡类,高广如,等.支气管肺癌的双重供血(肺癌标本的微血管造影及临床X线研究).中华放射学杂志,1991,25:80-83.

     9 Tad/kahashi,Hirki,Sasaki,et al.Makedly Increased Amounts of Mes-senger RNAs For Vascular Endothelial Growth Factor and Placenta Growth Factorin Renal Cell Carcinoma Associated With Angiogenesis Atsushi.Cance Res,1994,54(15):4233-4237.

     10 Plate KH,Breier G.Vascular endothelial growth factor is a potential tu-mour angiogenesis factor in human gliomas in vivo.Nature,1992,359,845.     

  作者单位:1 221004江苏徐州解放军第97中心医院放射科
  
       2 200433上海第二军医大学解剖学教研室

  (收稿日期:2004-08-30) (编辑秋 实)

作者: 高从敬 陈尔瑜 纪荣明等 2005-7-26
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