肺癌血管影像学:本世纪医学研究热点之一
肺癌血管影像学，以研究肺癌新生血管及继发血管病变的成像技术、影像学特征，包括其在基础、临床中的应用为主旨。因为，无论是对肺癌的发生、发展、扩散及转移等基础研究，还是对肺癌的临床发现、诊断、分期、治疗以及预后评估，肺癌血管病变均是至为关键的环节之一。但遗憾的是，在肺癌的基础及临床研究已经广泛涉及到
气道、淋巴结、胸膜、纵隔、胸壁等多种结构并获得丰硕成果的今天，我们对肺癌新生血管及继发血管病变仍然是知之不多，成为肺癌影像学中的薄弱环节。
自从上个世纪70年代，国外学者提出恶性肿瘤(简称肿瘤)生长依赖于血管新生的假说之后，随着90年代分子生物学技术的飞速发展，对于肿瘤新生血管的认识在多个方面取得了可喜的突破，并从实验室研究转入临床应用阶段。然而，我们必须认识到，至今大部分肿瘤新生血管的研究成果是在离体标本上完成的。尽管影像学技术在近30年中获得跨越式发展，但离活体分子水平成像仍然有相当的距离。分析其主要原因，系血管标记技术及成像技术两方面均未达到临床应用的理想水平。众所周知，肺癌新生血管成像的前提是对新生血管进行标记，即血管造影。目前临床应用的造影剂均为小分子结构，注入血管后在管腔内滞留时间短，迅即向血管外组织间隙渗出，使血管与周围组织间缺乏足够的对比，难以获得肿瘤血管解剖图像。为此，研发新型大分子血池造影剂，成为推进肿瘤血管分子成像发展的前提。在成像技术方面，高对比空间分辨力图像采集以及后处理技术是肿瘤血管成像必备的基础技术。此外，由于肺癌有双重供血的特征，只有当图像采集具有高时间分辨力素质时，对肺动脉和主动脉供血定性和微循环灌注定量才有可能实施。对于肺癌血管成像而言，除了全面展示肺癌血供和新生血管之外，还必须显示血管与肿瘤形态和周围结构的关系。在现阶段，还没有任何一种成像技术和设备具有上述综合素质。
, http://www.100md.com
数字减影血管造影
在肺癌血管影像学的临床应用方面，数字减影血管造影仍然是确定肺癌血供、观察新生血管形态和微循环灌注最可靠的影像学技术。事实上，正是因为数字减影血管造影的广泛应用，才奠定了我们对肺癌肺血管病变认识的基础。然而，作为有创性的检查技术，其在临床应用所受到的限制日益显现。此外，作为肺癌肺血管病变检查，一次肺血管或主动脉造影常常不足以概括病变的全貌。然而，两次以上的有创性检查不仅增加患者的经济负担，亦使医患双方承受更多的风险。因此，纵观现今数字减影血管造影在肺癌血管影像学中的应用，主要体现在介入治疗方面，几乎不作为诊断及分期的常规工具。
计算机体层成像
计算机体层成像作为肺癌普查及诊断的常规技术，已经得到公认。计算机体层成像在肺癌血管影像学中的价值，尚未得到充分的开发和应用。目前，国内外相关文献较少，且主要探讨利用动态增强计算机体层成像获取血流速度、血容量及毛细血管渗透性等血流动力学生理参数，作为病变诊断和鉴别诊断的依据。国内有研究者曾以计算机体层成像强化值大于20
, 百拇医药
HU作为判断良恶性的参考指标。又有研究者在这一技术的方案上加以改进，获得包括灌注值、结节——主动脉强化值比、平均通过时间等多种参数，作为孤立性结节血流模式判断指标，提高了计算机体层成像在孤立性肺结节微循环灌注定量评估中的价值。另有学者将计算机体层成像技术与分子生物学技术密切结合，通过对孤立性肺结节计算机体层成像强化值与微血管密度及毛细血管基底膜完整性的相关性研究，旨在提高计算机体层成像对孤立性肺结节影像诊断的特异性和准确性。至于肺癌继发肺血管病变的研究，既往计算机体层成像文献中曾有关于周围小血管病变的描述，而对于中央肺血管，尤其是对肺癌分期、手术方案选择及术后肺循环功能恢复至关重要的肺动脉干病变的影像诊断，文献涉及极少。笔者通过对肺癌侵犯肺动脉干的病理和计算机体层成像、磁共振成像征象对照研究，以及参照其他研究者的中央肺动脉计算机体层成像三维血管成像研究，加深了对肺癌中央肺动脉病变影像学基础的认识，提高了计算机体层成像在肺癌继发血管病变诊断和分期中的应用水平。尽管如此，计算机体层成像在肺癌血管影像学中的应用仍然存在若干急需解决的问题，除在对比及空间分辨力技术方面需要进一步改善外，时间分辨力不足是计算机体层成像在肿瘤血供和新生血管微循环定性和定量判断中特异性较差、准确性不够的主要因素。但可喜的是，16排计算机体层成像已经投入临床应用，平板计算机体层成像正在开发中，两者将使计算机体层成像的时间分辨力获得跳跃式的提升。可以预测的是，一旦计算机体层成像在高空间分辨力与高时间分辨力两方面均获得优势，它将满足肺癌血管影像学在解剖和功能两方面的需求，成为该领域内一枝独秀的主流技术。
, 百拇医药
磁共振成像
磁共振成像以其高时间分辨力及血流多参数成像，成为最早及最广泛应用于肺血管成像的先进技术。目前，国内外对磁共振成像的血管成像研究，着重于肺栓塞等疾病方面，较少涉及肺癌血管影像学。笔者及其同事对磁共振成像在肺癌血管影像学中的应用和价值进行了初步探讨。我们的目的是利用磁共振成像高时间分辨力的优势，即单幅图像的时间分辨力能达到465ms，就是说在一个肺循环周期内，可以采集到约10幅以上图像，获取从肺动脉——肺实质——肺静脉(胸主动脉)，这一完整肺循环各时相的肺血管及微循环灌注图像，作为研究肺癌主动脉或肺动脉血供及新生血管血流灌注的依据，较好地解决了肺癌血管成像所必须具备的形态和功能、定性和定量原始资料获取的问题。结合磁共振成像的其他技术优势，如多序列、多方位数据采集产生多种参数图像，具体说就是不同体位的T1W及T2W图像、磁共振成像的肺血管与主动脉成像和肺灌注成像等，使我们有足够的理由认为，磁共振成像是现阶段肺癌新生血管及继发肺血管病变综合检查最有价值的技术，在肺癌血管病变诊断及分期中具有极大的应用潜力。
在技术和设备条件具备之后，为了提高肺癌血管影像学的理论和应用水平，还需进行大量的工作，主要包括：优化、整合一套无创的、可靠的检查程序；建立评估参数系统和判断指标；建立诊断和分期标准。当人类进入21世纪之际，在肺癌基础研究核心转向新生血管、临床治疗向微创和功能维护方向发展的新形势下催生的肺癌血管影像学，已成为肺癌影像学中的一支生力军以及医学研究热点之一。, 百拇医药(缪競陶)
气道、淋巴结、胸膜、纵隔、胸壁等多种结构并获得丰硕成果的今天，我们对肺癌新生血管及继发血管病变仍然是知之不多，成为肺癌影像学中的薄弱环节。
自从上个世纪70年代，国外学者提出恶性肿瘤(简称肿瘤)生长依赖于血管新生的假说之后，随着90年代分子生物学技术的飞速发展，对于肿瘤新生血管的认识在多个方面取得了可喜的突破，并从实验室研究转入临床应用阶段。然而，我们必须认识到，至今大部分肿瘤新生血管的研究成果是在离体标本上完成的。尽管影像学技术在近30年中获得跨越式发展，但离活体分子水平成像仍然有相当的距离。分析其主要原因，系血管标记技术及成像技术两方面均未达到临床应用的理想水平。众所周知，肺癌新生血管成像的前提是对新生血管进行标记，即血管造影。目前临床应用的造影剂均为小分子结构，注入血管后在管腔内滞留时间短，迅即向血管外组织间隙渗出，使血管与周围组织间缺乏足够的对比，难以获得肿瘤血管解剖图像。为此，研发新型大分子血池造影剂，成为推进肿瘤血管分子成像发展的前提。在成像技术方面，高对比空间分辨力图像采集以及后处理技术是肿瘤血管成像必备的基础技术。此外，由于肺癌有双重供血的特征，只有当图像采集具有高时间分辨力素质时，对肺动脉和主动脉供血定性和微循环灌注定量才有可能实施。对于肺癌血管成像而言，除了全面展示肺癌血供和新生血管之外，还必须显示血管与肿瘤形态和周围结构的关系。在现阶段，还没有任何一种成像技术和设备具有上述综合素质。
, http://www.100md.com
数字减影血管造影
在肺癌血管影像学的临床应用方面，数字减影血管造影仍然是确定肺癌血供、观察新生血管形态和微循环灌注最可靠的影像学技术。事实上，正是因为数字减影血管造影的广泛应用，才奠定了我们对肺癌肺血管病变认识的基础。然而，作为有创性的检查技术，其在临床应用所受到的限制日益显现。此外，作为肺癌肺血管病变检查，一次肺血管或主动脉造影常常不足以概括病变的全貌。然而，两次以上的有创性检查不仅增加患者的经济负担，亦使医患双方承受更多的风险。因此，纵观现今数字减影血管造影在肺癌血管影像学中的应用，主要体现在介入治疗方面，几乎不作为诊断及分期的常规工具。
计算机体层成像
计算机体层成像作为肺癌普查及诊断的常规技术，已经得到公认。计算机体层成像在肺癌血管影像学中的价值，尚未得到充分的开发和应用。目前，国内外相关文献较少，且主要探讨利用动态增强计算机体层成像获取血流速度、血容量及毛细血管渗透性等血流动力学生理参数，作为病变诊断和鉴别诊断的依据。国内有研究者曾以计算机体层成像强化值大于20
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HU作为判断良恶性的参考指标。又有研究者在这一技术的方案上加以改进，获得包括灌注值、结节——主动脉强化值比、平均通过时间等多种参数，作为孤立性结节血流模式判断指标，提高了计算机体层成像在孤立性肺结节微循环灌注定量评估中的价值。另有学者将计算机体层成像技术与分子生物学技术密切结合，通过对孤立性肺结节计算机体层成像强化值与微血管密度及毛细血管基底膜完整性的相关性研究，旨在提高计算机体层成像对孤立性肺结节影像诊断的特异性和准确性。至于肺癌继发肺血管病变的研究，既往计算机体层成像文献中曾有关于周围小血管病变的描述，而对于中央肺血管，尤其是对肺癌分期、手术方案选择及术后肺循环功能恢复至关重要的肺动脉干病变的影像诊断，文献涉及极少。笔者通过对肺癌侵犯肺动脉干的病理和计算机体层成像、磁共振成像征象对照研究，以及参照其他研究者的中央肺动脉计算机体层成像三维血管成像研究，加深了对肺癌中央肺动脉病变影像学基础的认识，提高了计算机体层成像在肺癌继发血管病变诊断和分期中的应用水平。尽管如此，计算机体层成像在肺癌血管影像学中的应用仍然存在若干急需解决的问题，除在对比及空间分辨力技术方面需要进一步改善外，时间分辨力不足是计算机体层成像在肿瘤血供和新生血管微循环定性和定量判断中特异性较差、准确性不够的主要因素。但可喜的是，16排计算机体层成像已经投入临床应用，平板计算机体层成像正在开发中，两者将使计算机体层成像的时间分辨力获得跳跃式的提升。可以预测的是，一旦计算机体层成像在高空间分辨力与高时间分辨力两方面均获得优势，它将满足肺癌血管影像学在解剖和功能两方面的需求，成为该领域内一枝独秀的主流技术。
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磁共振成像
磁共振成像以其高时间分辨力及血流多参数成像，成为最早及最广泛应用于肺血管成像的先进技术。目前，国内外对磁共振成像的血管成像研究，着重于肺栓塞等疾病方面，较少涉及肺癌血管影像学。笔者及其同事对磁共振成像在肺癌血管影像学中的应用和价值进行了初步探讨。我们的目的是利用磁共振成像高时间分辨力的优势，即单幅图像的时间分辨力能达到465ms，就是说在一个肺循环周期内，可以采集到约10幅以上图像，获取从肺动脉——肺实质——肺静脉(胸主动脉)，这一完整肺循环各时相的肺血管及微循环灌注图像，作为研究肺癌主动脉或肺动脉血供及新生血管血流灌注的依据，较好地解决了肺癌血管成像所必须具备的形态和功能、定性和定量原始资料获取的问题。结合磁共振成像的其他技术优势，如多序列、多方位数据采集产生多种参数图像，具体说就是不同体位的T1W及T2W图像、磁共振成像的肺血管与主动脉成像和肺灌注成像等，使我们有足够的理由认为，磁共振成像是现阶段肺癌新生血管及继发肺血管病变综合检查最有价值的技术，在肺癌血管病变诊断及分期中具有极大的应用潜力。
在技术和设备条件具备之后，为了提高肺癌血管影像学的理论和应用水平，还需进行大量的工作，主要包括：优化、整合一套无创的、可靠的检查程序；建立评估参数系统和判断指标；建立诊断和分期标准。当人类进入21世纪之际，在肺癌基础研究核心转向新生血管、临床治疗向微创和功能维护方向发展的新形势下催生的肺癌血管影像学，已成为肺癌影像学中的一支生力军以及医学研究热点之一。, 百拇医药(缪競陶)