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、靜脈叢集中于此,因而實施松果體區(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)腫瘤放療計劃的準(zhǔn)確制定和實施提供參考。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綜合作出診斷。CT、MRI對松果體區(qū)域腫瘤均比較敏感,無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)上對松果體及毗鄰結(jié)構(gòu)進行三維立體重建,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,可分為4大類:生殖細胞瘤、松果體實質(zhì)腫瘤、神經(jīng)上皮腫瘤及其它來源腫瘤,細分又可分為不同的病理亞型,各

3、病理類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議,目前國內(nèi)外尚無一致意見。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難點。本實驗通過對松果體區(qū)斷層面的解剖及三維重建模型的研究,可進一步熟悉和掌握該區(qū)的解剖結(jié)構(gòu)組成,松果體與周圍結(jié)構(gòu)的關(guān)系,探討腫瘤對周圍結(jié)構(gòu)生長方向、生長形態(tài)可能造成的影響等,為臨床上對區(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(首例中國男性)的數(shù)據(jù)集,對松果體及其相鄰結(jié)構(gòu)的空間位置關(guān)系進行斷面解剖學(xué)研究,并對松果體及其相鄰結(jié)構(gòu)進行計算機三維重建和虛擬現(xiàn)實顯示

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,以此來改善放療計劃和保證實施過程的精確性,保護人體正常組織,同時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;計算機、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:層厚較薄(層厚0.25mm)、重

7、建后圖像逼真、數(shù)據(jù)精確,對松果體及其毗鄰的結(jié)構(gòu)進行斷面解剖學(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斷面圖像與對應(yīng)層(從松果體開始出現(xiàn)到松果體消失以及此過程中包含的所有結(jié)構(gòu))的MRI典型圖像進行對照研究,提取具有典型標(biāo)志的斷面圖像,進行斷面影像解剖結(jié)構(gòu)的對照觀察。
　　2.在 CVH數(shù)據(jù)集的基礎(chǔ)上,利用 Photoshop、Amira軟

8、件對顱底區(qū)結(jié)構(gòu)進行半自動分割和三維重建,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、放射治療計劃的精確制定提供形態(tài)學(xué)依據(jù)。
　　3.回顧性分析我國西部地區(qū)9家三甲醫(yī)院(名單見末頁附錄)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斷面圖像與對應(yīng)層的MRI圖像對照后,清楚的觀察到松果體區(qū)細微

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,對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軟件在電腦上對斷面結(jié)構(gòu)進行分割和三維重建,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圍結(jié)構(gòu)的形態(tài)和空間位置關(guān)系,同時可按任意角度旋轉(zhuǎn)、切割,可以單獨的顯示,也可任意組合來顯示,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)細微結(jié)構(gòu),因為其層厚較薄僅為0.25mm,而通常CT

11、/MRI圖像層厚一般為3~5mm。結(jié)合 MRI圖像對照研究后,得出松果體在橫、冠、矢三方位的斷面影像特點,可深入了解松果體區(qū)域細微結(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率,可以減少漏診和誤診。
　　2.通過Amira軟件重建的松果體及周圍的丘腦、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圍結(jié)構(gòu)的毗鄰關(guān)系,通過三維重建得到的三維立體模型對研

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,對研究顱底區(qū)結(jié)構(gòu)間的相互關(guān)系有重要的價值;為臨床醫(yī)生制定松果體區(qū)腫瘤放療計劃、設(shè)計松果體區(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)的開展提供了教學(xué)平臺;也為計算機輔助松果體區(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)+放療是我國西部地區(qū)松果體區(qū)腫瘤治療最多見的模式,占53.9