松果體區(qū)三維模型構(gòu)建與松果體區(qū)腫瘤放射治療的研究.pdf

1、背景:
　　松果體區(qū)位置深在并且重要神經(jīng)結(jié)構(gòu)、頭部動(dòng)、靜脈叢集中于此,因而實(shí)施松果體區(qū)的手術(shù)困難重重。熟悉松果體區(qū)的顯微解剖結(jié)構(gòu)及毗鄰關(guān)系,不但可以降低手術(shù)死亡率和病殘率,而且也能為臨床上松果體區(qū)腫瘤放療計(jì)劃的準(zhǔn)確制定和實(shí)施提供參考。目前,診斷松果體區(qū)腫瘤主要依靠CT或MRI圖像,其次就是根據(jù)病人的癥狀、年齡、性別以及腦脊液等輔助檢查來(lái)綜合作出診斷。CT、MRI對(duì)松果體區(qū)域腫瘤均比較敏感,無(wú)疑為選擇治療方案提供了很大的方便。但是就

2、松果體這一復(fù)雜區(qū)域而言,目前的二維影像圖像已經(jīng)不能滿足于臨床需要,而在松果體這一區(qū)域,當(dāng)前國(guó)內(nèi)外在三維立體方面的研究甚少。本課題擬在斷層解剖學(xué)基礎(chǔ)上對(duì)松果體及毗鄰結(jié)構(gòu)進(jìn)行三維立體重建,為松果體區(qū)疾病的臨床影像診斷和治療提供形態(tài)學(xué)基礎(chǔ)。
　　其次松果體區(qū)腫瘤發(fā)病率雖低,但腫瘤病理構(gòu)成復(fù)雜,根據(jù)2007年世界衛(wèi)生組織CNS腫瘤病理分類(lèi),可分為4大類(lèi):生殖細(xì)胞瘤、松果體實(shí)質(zhì)腫瘤、神經(jīng)上皮腫瘤及其它來(lái)源腫瘤,細(xì)分又可分為不同的病理亞型,各

3、病理類(lèi)型或亞型的腫瘤治療方式及治愈后效果差異都很大?？偨Y(jié)目前的治療方式,主要有手術(shù)、化療、放療及這三種的綜合治療,有的主張手術(shù)治療為首選,有的主張先放療再手術(shù),治療方式存在極大爭(zhēng)議,目前國(guó)內(nèi)外尚無(wú)一致意見(jiàn)。為建立松果體區(qū)腫瘤臨床治療路徑提供依據(jù),我們著重研究該區(qū)腫瘤的影像學(xué)表現(xiàn)、臨床表現(xiàn)、治療方法和病理分型等。
　　目的:
　　1.人體頭部結(jié)構(gòu)復(fù)雜,尤其是松果體這一區(qū)域,相互間位置關(guān)系對(duì)器官功能影響較大,不但是影像學(xué)上較難分

4、析的區(qū)域之一,而且在臨床上該區(qū)疾病的診斷和治療更是一個(gè)難點(diǎn)。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)對(duì)松果體區(qū)斷層面的解剖及三維重建模型的研究,可進(jìn)一步熟悉和掌握該區(qū)的解剖結(jié)構(gòu)組成,松果體與周?chē)Y(jié)構(gòu)的關(guān)系,探討腫瘤對(duì)周?chē)Y(jié)構(gòu)生長(zhǎng)方向、生長(zhǎng)形態(tài)可能造成的影響等,為臨床上對(duì)區(qū)腫瘤的治療提供新思路及理論指導(dǎo)。
　　2.采用數(shù)字化可視人(首例中國(guó)男性)的數(shù)據(jù)集,對(duì)松果體及其相鄰結(jié)構(gòu)的空間位置關(guān)系進(jìn)行斷面解剖學(xué)研究,并對(duì)松果體及其相鄰結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算機(jī)三維重建和虛擬現(xiàn)實(shí)顯示

5、,闡明該區(qū)重要解剖結(jié)構(gòu)的立體形態(tài)、空間位置及相互毗鄰關(guān)系,在此基礎(chǔ)上再將現(xiàn)代影像技術(shù)與立體定向放射治療(SRT)、三維適形(3DCRT)、調(diào)強(qiáng)適形放射治療(IMRT)技術(shù)相結(jié)合應(yīng)用于松果體區(qū)腫瘤的放射治療,以此來(lái)改善放療計(jì)劃和保證實(shí)施過(guò)程的精確性,保護(hù)人體正常組織,同時(shí)可提高腫瘤的局部控制率,降低復(fù)發(fā)率和放射并發(fā)癥。
　　3.調(diào)查分析我國(guó)西部地區(qū)松果體腫瘤治療模式(手術(shù)治療、放療治療)和該區(qū)腫瘤的病理分型,為了建立松果體區(qū)腫瘤合理

6、化、最優(yōu)化臨床治療路徑。
　　材料:
　　數(shù)字化可視人(首例中國(guó)男性)的數(shù)據(jù)集中的頭部連續(xù)斷面圖像(層厚0.25mm);10％甲醛固定好的成人尸頭標(biāo)本1例;計(jì)算機(jī)、Adobe photoshop CS4、Amira軟件;SIEMENS MAGNETON IMPACT2.0TMA核磁共振。
　　方法:
　　1.采用數(shù)字化可視人(首例中國(guó)男性)的數(shù)據(jù)集,該數(shù)據(jù)集中的連續(xù)斷面有以下優(yōu)點(diǎn):層厚較薄(層厚0.25mm)、重

7、建后圖像逼真、數(shù)據(jù)精確,對(duì)松果體及其毗鄰的結(jié)構(gòu)進(jìn)行斷面解剖學(xué)觀察,并提取相關(guān)斷面圖像信息。將10%甲醛固定好的成人尸頭標(biāo)本進(jìn)行磁共振掃描(層厚3mm),獲取其橫、冠、矢三方位的斷面圖像。將 CVH斷面圖像與對(duì)應(yīng)層(從松果體開(kāi)始出現(xiàn)到松果體消失以及此過(guò)程中包含的所有結(jié)構(gòu))的MRI典型圖像進(jìn)行對(duì)照研究,提取具有典型標(biāo)志的斷面圖像,進(jìn)行斷面影像解剖結(jié)構(gòu)的對(duì)照觀察。
　　2.在 CVH數(shù)據(jù)集的基礎(chǔ)上,利用 Photoshop、Amira軟

8、件對(duì)顱底區(qū)結(jié)構(gòu)進(jìn)行半自動(dòng)分割和三維重建,建立人腦松果體區(qū)精確的三維可視化模型,為松果體區(qū)疾病的手術(shù)入路、放射治療計(jì)劃的精確制定提供形態(tài)學(xué)依據(jù)。
　　3.回顧性分析我國(guó)西部地區(qū)9家三甲醫(yī)院(名單見(jiàn)末頁(yè)附錄)腦外科、放療科近8年收治的資料較完整的松果體腫瘤病例資料,重點(diǎn)分析松果體區(qū)腫瘤手術(shù)治療、放射治療的選擇及治療方法、治療的步驟等。
　　結(jié)果:
　　1. CVH斷面圖像與對(duì)應(yīng)層的MRI圖像對(duì)照后,清楚的觀察到松果體區(qū)細(xì)微

9、結(jié)構(gòu)的連續(xù)斷面形態(tài)和規(guī)律;比較主要結(jié)構(gòu)在橫、冠、矢三方位的斷面影像特點(diǎn),對(duì)其中典型的二維層面中主要結(jié)構(gòu)的斷面形態(tài)及毗鄰關(guān)系進(jìn)行描述,為顱底區(qū)占位病變的影像學(xué)研究提供解剖學(xué)依據(jù)。
　　2.利用 Amira軟件在電腦上對(duì)斷面結(jié)構(gòu)進(jìn)行分割和三維重建,立體重建了胼胝體、松果體、側(cè)腦室、等結(jié)構(gòu)。可視化重建的三維模型可清楚地顯示松果體和周?chē)Y(jié)構(gòu)的形態(tài)和空間位置關(guān)系,同時(shí)可按任意角度旋轉(zhuǎn)、切割,可以單獨(dú)的顯示,也可任意組合來(lái)顯示,或者整體顯示。

10、
　　3.共收集到219例,其中手術(shù)治療58例,腫瘤全切除52例,腫瘤次全切6例,有2例手術(shù)死亡、4例圍手術(shù)期死亡、9例術(shù)后出現(xiàn)昏迷或重度昏迷、2例手術(shù)后病情惡化放棄治療;放射治療196例:其中采用立體定向放射治療153例、直線加速器放療43例(其中先行診斷性放療25例),直線加速器治療中行全中樞照射僅21例。
　　結(jié)論:
　　1. CVH斷面圖像可較好的顯示松果體區(qū)細(xì)微結(jié)構(gòu),因?yàn)槠鋵雍褫^薄僅為0.25mm,而通常CT

11、/MRI圖像層厚一般為3~5mm。結(jié)合 MRI圖像對(duì)照研究后,得出松果體在橫、冠、矢三方位的斷面影像特點(diǎn),可深入了解松果體區(qū)域細(xì)微結(jié)構(gòu)的連續(xù)薄層斷面形態(tài)規(guī)律,不僅可以為神經(jīng)外科疾病診斷提供解剖學(xué)基礎(chǔ),也能提高松果體區(qū)微小病灶的影像確認(rèn)率,可以減少漏診和誤診。
　　2.通過(guò)Amira軟件重建的松果體及周?chē)那鹉X、海馬、側(cè)腦室、第三腦室等結(jié)構(gòu)清晰,其構(gòu)建模型可較為準(zhǔn)確的揭示松果體與周?chē)Y(jié)構(gòu)的毗鄰關(guān)系,通過(guò)三維重建得到的三維立體模型對(duì)研

12、究松果體區(qū)復(fù)雜解剖結(jié)構(gòu)具有十分明顯的優(yōu)越性,對(duì)研究顱底區(qū)結(jié)構(gòu)間的相互關(guān)系有重要的價(jià)值;為臨床醫(yī)生制定松果體區(qū)腫瘤放療計(jì)劃、設(shè)計(jì)松果體區(qū)手術(shù)入路和在電腦上模擬手術(shù)操作提供了新的手段和新的方法。通過(guò)建立松果體區(qū)可視化解剖模型,既為數(shù)字化解剖學(xué)的開(kāi)展提供了教學(xué)平臺(tái);也為計(jì)算機(jī)輔助松果體區(qū)導(dǎo)航手術(shù)和松果體區(qū)腫瘤的放射治療提供立體形態(tài)學(xué)基礎(chǔ)。
　　3.腦室-腹腔分流術(shù)或三腦室造瘺術(shù)+放療是我國(guó)西部地區(qū)松果體區(qū)腫瘤治療最多見(jiàn)的模式,占53.9