功能影像学在肺癌诊疗中的应用进展.pdf
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1、医医学学影影像像学学功能影像学在肺癌诊疗中的应用进展周磊焦志云(扬州大学附属医院影像科江苏 扬州):/基金项目:扬州市科技计划项目()通信作者:焦志云:.中图分类号:.文献标识码:文章编号:()摘要:在人体原发恶性肿瘤中肺癌的发病率和死亡率均较高 肺癌病灶类型、分化程度、淋巴结转移、治疗效果以及预后的判定对于该疾病患者的临床诊疗有重要指导作用 与传统的影像学的形态学特征相比功能影像学能够较为精确地量化肺癌及其周围组织的内部特征并与肺癌的临床分型、预后评估等有效结合 目前功能影像学技术的研究进展及多种衍生参数的开发应用有望进一步提高临床决策的客观性和准确性并在全身多部位疾病中广泛应用关键词:肺癌
2、功能影像学磁共振成像 :.:.:既往文献表明肺癌占癌症总体死亡人数的 尽管手术、放化疗、分子靶向治疗和免疫治疗在临床应用中取得长足进展但是确诊肺癌患者的平均 年生存率仅为 且肺癌的临床分期直接影响诊疗方案的制订不同亚型病灶在使用同一种靶向治疗手段时所呈现的治疗效果往往具有显著差异 与组织活检相比传统 具有无创、快速、可重复等优势利用形态学的特征影像学表现通常可以初步鉴别肺部病灶良恶性同时实体肿瘤疗效评价标准仍是评估肿瘤治疗效果的金标准 由于肺实质质子密度低且易受磁敏感伪影、呼吸运动及心脏搏动伪影等因素的影响磁共振成像()在肺部的应用长期面临挑战但其具有良好的组织穿透性能够在不产生电离辐射的情况
3、下提供软组织及病灶间的对比 由病灶异质性所导致的病灶内血流灌注、代谢摄取、分子扩散等生物学微观特征的差异可通过功能影像学以量化的方式呈现出来 现就功能影像学现有技术在肺癌诊疗中的研究进展予以综述以对肺癌的术前鉴别诊断、临床治疗决策制订以及术后个体评估提供有利指导医学综述 年 月第 卷第 期 功能成像技术在肺癌诊疗过程中的应用当 图像中显示未知的肺部病灶时经验丰富的放射科医师通常依据形态学标准例如病灶密度、边界及大小尽可能缩小鉴别诊断的范围通常可以初步大致区分病灶的良恶性 然而大多数病灶尤其是较小的病灶仅凭常规 无法进一步对病变进行分类最终仍需要进行活检或进一步随访才能做出明确诊断 双能 是一种
4、研究及应用较为成熟的非侵入性功能成像方法其作为一种前景广阔的诊断技术已经被广泛研究定量测量组织灌注参数以及光谱参数可反映病灶代谢和血流的变化 有研究得出光谱参数 和 、光谱曲线 、碘浓度、组织有效原子序数 值灌注参数(包括血容量、血流量、平均通过时间、表面通透性)等均具有鉴别肺部病灶的潜力并比较了上述两类参数对肺部良恶性病灶的鉴别效能发现光谱参数具有更高诊断效率其曲线下面积()为.灌注参数的 为.提示在鉴别病灶良恶性方面光谱成像参数可能更具优势同时光谱成像在静脉期的诊断效能更高 其中光谱参数碘浓度以及组织有效原子序数 值均被认为是肺癌组织循环灌注的有效替代指标碘浓度可用于直接表示组织内部碘含量
5、 值则描述组织内的平均原子序数间接提供有关造影剂积累的信息 等对部分行立体定向放疗肺癌患者的研究显示平均碘浓度越低的患者放疗后的预后越差表明平均碘浓度在肿瘤治疗过程中具有指导作用 另一项借助双能 鉴别原发型肺癌和转移性肿瘤的研究中将所得到的光谱成像参数碘浓度、值以及常规 值()分别单独、联合建立不同模型并对其诊断性能进行评估结果显示合并 值模型的受试者工作特征曲线 显著高于不添加 值模型以及 值单独作用模型使用单个参数模型与联合使用碘浓度和 值模型在鉴别性能方面差异无统计学意义并得出 个参数联合时的诊断效能最高 等的研究表明双能 的诊断特异性更好并在预测小病灶组织病理、评估描述转移淋巴结的过程
6、中表现更优 等利用双层探测器光谱 探讨肺癌的病理分型发现小细胞肺癌的动脉期 值、动静脉期碘浓度、动脉期有效原子序数均低于非小细胞肺癌这可能是因为小细胞肺癌内部有更多的坏死区域而非小细胞肺癌的组织较为疏松血管分布更密集血供更丰富与原发性肺癌相比肺部转移瘤的动脉期碘浓度更高表明肺部转移瘤血管化程度更高证实双层探测器光谱 能谱参数可以帮助评估病灶病理类型尤以 值诊断效能最为显著 灌注成像可以反映正常血管和不同组织新生血管在结构和功能上的差异两者均可用于临床预测预后、疾病鉴别 磁共振功能成像技术在肺癌诊疗过程中的应用.弥散加权成像()是一种无创的功能成像技术其可测量生物组织内水分子的随机运动以反映组织
7、特有的扩散特性从而侧面了解组织内部尤其是肿瘤细胞的分布情况因此在肺部良恶性病灶的鉴别和诊断、肺癌病理分型及分化程度的判断、肺癌基因突变预测、治疗后监测疗效和预后等方面发挥重要作用 与良性组织相比恶性肿瘤的细胞分布通常更紧密致使细胞外液水分子扩散减少导致表观扩散系数()值较低这种定量分析肿块内部水分子扩散情况的成像技术在国内外研究中已趋于成熟相较研究应用较成熟的正电子发射体层成像()表现出较好的一致性 在诊断纵隔、肺门淋巴结转移时 所能检出的转移淋巴结更小 等鉴别肺部结节或肿瘤性质的研究显示与 相比 的敏感性更高但两者的特异性、准确性相当说明 用于鉴别肺部良恶性病灶是可行的 但 值仅能代表一种单
8、指数模型难以鉴别伪扩散与纯分子扩散且易受到微循环灌注的影响 此外肺部脓肿或血栓等由于含有高黏滞成分也存在水分子弥散受限的情况假阳性诊断在 值测量中也偶有发生有研究尝试将 加权成像序列与 联合评估肺部病灶的良恶性提示其鉴别准确性显著提升.体素内不相干运动成像()可以将各指数分离同时评估水分子运动和微循环灌注并逐一量化获得实际扩散系数(值)、灌注系数(值)和灌注分数(值)等定量参数这在一定程度上弥补了传统 单指数模型因同时受到扩散和灌注效应的影响而导致的医学综述 年 月第 卷第 期 局限性 有荟萃分析显示 各项参数在基于肿瘤细胞和灌注特征的肺部病灶鉴别诊断中显示出强大诊断潜力与单指数模型 值相比
9、值往往显示出更好的诊断性能 值体现的是组织细胞密度以及细胞外基质成分其在精确评估肿瘤分型、预测肿瘤预后治疗效果等领域优于 值而对于小病灶的价值目前仍不明确 等鉴别转移性或非转移性淋巴结的研究证实一些 参数(值、值)可用于评估肺癌患者术前肺癌纵隔淋巴结转移情况将 值和 值结合作为诊断标准诊断效能进一步提高 值代表组织内毛细血管体积占组织总体积的比例值通常代表组织毛细血管网的灌注信息包括血流速度、毛细血管段的长度等 值、值均为灌注参数研究显示其在判断肺癌分型、预测治疗效果等方面的意义并不显著且存在一定分歧此外一些肺部炎性病变也有明显的血管改变征象包括血流流速增加、血管舒张、血管通透性增高等某些感染
10、性活跃结节的血容量达峰时间甚至更短 灌注扫描结果进一步解释了这一征象 等的研究显示肺部炎性病灶的 值高于肺癌且 值还受到磁共振回波时间、弛豫效应等的影响 尽管灌注参数的诊断准确性尚不明确但其对磁共振扩散和灌注成像的研究仍有提示和补充价值因此其在肺癌内部结构以及微循环变化检测中的作用值得进一步研究.扩散峰度成像()是 的延伸它是一种基于水分子非高斯分布的模型其对水分子的扩散较基于水分子高斯分布模型的 更加敏感对组织微结构的检测更加准确 衍生可得到 和 参数 值和 值为各方向 和 参数的平均值 在鉴别肿块良恶性方面的准确性较高 一项评估肺癌患者肿瘤组织中、参数与 增殖关系的研究显示 参数 评估肺癌
11、组织增殖性的性能较低同时研究表明小细胞肺癌的 值明显低于非小细胞肺癌这可能与小细胞肺癌的高度细胞化有关 等的研究报道肺癌组的、值均明显高于肺部良性病变组且肺癌组中高级别恶性病变的 值显著低于非高级别恶性病变其原因可能是恶性肿瘤组织的异质性较高、组织中界面数量较多、水分子扩散受限增加在该项研究中高级别和非高级别肺癌的 值比较差异无统计学意义由此可见高级别肺癌不一定表现出复杂致密的内部结构 但 等的研究结果与其相反认为腺癌的 值明显高于鳞状细胞癌可能与其纳入病例中腺癌患者较多尤以晚期腺癌患者居多有关此外该研究中两组间 值比较差异无统计学意义其原因可能是 值反映了各方向 值的平均值因此不同病变之间的
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