宫颈癌是现代女性常见的恶性肿瘤之一,在全世界,每年大约有52.9万例新确诊病例,在我国每年约有14万妇女被检出该病,占全球新发病例数的1/3,严重威胁我国妇女的身心健康。局部晚期宫颈癌(Locally Advanced Cervical Cancer, LACC)是指具有高危因素的宫颈癌,在广义上是指IB期～IVA期宫颈癌,狭义上指癌灶直径>4cm的早期宫颈癌(即IB2期、IIA2期)。局部肿瘤巨大和／或对周边组织广泛浸润是其特征,也是其预后差的主要原因。LACC约占首次就诊病例的70%,单纯手术或放疗其五年生存率仅有50%左右,如何提高疗效是临床医生需要解决的难题之一。2012年NCCN指南指出LACC的推荐治疗方法为放疗联合化疗,虽取得一定的疗效,但放疗引起的严重副反应影响着患者的生存质量,尤其是对年轻患者。近年来,国内外学者集中于研究术前使用新辅助化疗减小肿瘤体积,从而使肿瘤达到手术适应症范围,增加了LACC的手术率,具有改善预后等优势。动脉化疗的操作主要分为两个部分：(1)髂内动脉／子宫动脉的介入插管；(2)抗癌药物的灌注化疗。术前新辅助动脉化疗操作具有相当的难度,需要受过专业培训的医生才能进行操作,其难度之一便是动脉化疗介入插管。由于女性盆腔动脉血管网分级复杂、迂曲多变。对宫颈癌动脉化疗患者进行介入插管前,需了解癌灶的供血动脉来源,尽量进行靶向灌注化疗,这对进行操作的医生来说是挑战。若进行子宫动脉灌注化疗联合栓塞术时,则更需要了解癌灶的供血动脉及子宫动脉血管网的供血情况,以超选择插管并准确栓塞供血动脉,减少栓塞剂的用量。经过长时间的应用实践后,尽管动脉化疗的临床疗效显著,但国内外有学者发现仍有部分患者新辅助化疗后疗效欠佳,考虑除有肿瘤的生物学特性、抗癌药物的敏感性等常见因素外,还可能与抗癌药物在癌灶内的合理分布及有效浓度有关,这两者与癌灶内的血管网密切相关。由于术前无法确知癌灶的血供情况,对抗癌药物的分配往往都以临床经验为主,存在较大的主观性和随意性,影响了疗效的进一步提高。如果在动脉化疗前即能定量计算癌灶内的总血管网容积、血流丰富程度及各动脉供血比例等,并据此在术前制定相应的预案,用以指导手术操作和抗癌药物的合理分配,必将有利于动脉化疗的实施和疗效的进一步提高。近年来,随着CT设备的完善、CT血管成像(computed tomography angiography, CTA)技术广泛的临床应用及相关三维重建软件的革新,使得宫颈癌动脉血管网数字化三维模型的构建成为可能,在指导宫颈癌的治疗上具有广阔的应用前景。宫颈癌动脉血管网数字化三维模型能够在术前重建出女性腹盆腔动脉血管网,帮助医生在术前全面掌握了解盆腔动脉血管情况,利用Mimics三维重建软件能对血管分叉角度等进行测量,更加直观地指导动脉化疗的介入插管,进一步减少临床医生和患者所接受的辐射受线率。其次,通过立体分割及定量计算子宫各部分的血管网容积,了解子宫各部分的供血比例,以此来指导抗癌药物的分配,达到优化使用药物,提高疗效等目的。重建阈值的调节即根据需要调节不同组织的透明度,以此达到目标组织的最佳显影状态的方法。在通过将数字化三维重建技术应用于构建宫颈癌动脉血管网数字化三维模型的过程中,我们发现当使用不同的重建阈值进行模型构建时,腹盆腔大血管的解剖形态未发生明显改变,但宫颈癌子宫动脉血管网的密度则随重建阈值的降低而增大,上述现象对于宫颈癌子宫动脉血管网血供特点分析的主要影响就在于细小动脉的显影程度及对子宫动脉血管网的分割界线的显示情况。当重建阈值越低,血管网内细小动脉的显影就越容易,更接近于真实状态的在体子宫血管网,是模型构建的理想状态。但是当子宫血管网内交通支显影越多,子宫中轴线则越不容易辨识,反而不利于子宫血管网的立体分割而影响了血供特点的分析。因此,对宫颈癌子宫动脉血管网的血供特点研究应采用何种重建阈值才能达到既能构建出最丰富的血管网,又能对其血供进行分析?应采取何种指标能够较为合理地评估宫颈癌子宫动脉血管网的血供特点,才能合理地指导药物分配。因此需要对不同重建阈值对宫颈癌子宫动脉血管网数字化三维模型血供特点分析的影响进行深入的研究。综上,为探讨不同重建阈值对宫颈癌动脉血管网数字化三维模型的构建及血供特点分析的影响,寻找构建模型的最佳重建阈值及能反映血供特点的稳定指标,本研究分为两个部分：第一部分拟构建一例基于CTA数据集的宫颈癌动脉血管网数字化三维模型并对其腹盆腔动脉走行进行观察研究,对盆腔血管的发出角度及子宫动脉血管网容积进行定量分析；第二部分拟构建36例在体宫颈癌动脉血管网数字化三维模型,并比较不同重建阈值对模型血供分析的影响。第一部分基于CT血管成像的在体宫颈癌动脉血管网数字化三维模型的构建及特点分析[目的]基于CTA数据集构建在体宫颈癌动脉血管网数字化三维模型,并对其模型特点进行分析。[方法]1.采集一例南方医科大学南方医院住院拟行新辅助动脉化疗的宫颈癌患者的CTA数据集,利用Mimics软件经自动定位图像、组织图片、内插值处理后阈值增长的方法构建其在体动脉血管网数字化三维模型。2.利用三维测量工具对模型进行各动脉发出角度的测量,并利用线切割及面切割工具对子宫动脉血管网数字化三维模型进行立体切割,计算子宫及子宫各部分的血管网容积。3.进一步采集该例患者动脉化疗中数字减影血管造影(DSA)图像后利用Photoshop软件以宫内节育环为配准点进行图像融合配准,通过比较在体宫颈癌动脉血管网数字化三维模型与动脉化疗术中DSA配准图像的血管走行情况,了解两者是否具有一致性。[结果]1.宫颈癌动脉血管网数字化三维模型的特点在本研究中,基于CTA数据集,利用Mimics软件成功地构建了一例宫颈癌患者的腹盆腔及子宫动脉血管网数字化三维模型,其可提供任意角度的旋转、大小的缩放,不仅真实地再现腹盆腔大动脉的走行及分支情况,还可以了解宫颈癌的动脉血管网,观察其供血动脉来源。2.在体宫颈癌动脉血管网数字化三维模型的测量利用Mimics软件可准确测量在体宫颈癌动脉血管网数字化三维模型的动脉分叉角度及子宫各部分的血管网容积。3.在体宫颈癌动脉血管网数字化三维模型与DSA对比该患者行新辅助动脉化疗时,腹主动脉造影与数字化三维模型盆腔大血管、子宫动脉DSA造影图与数字化三维模型的子宫动脉血管网的形态学对比分析可知,所重建的三维模型的图片与其具有极高的相似性及可比性。[结论]基于CTA的计算机三维重建技术可以构建出理想的在体宫颈癌动脉血管网数字化三维模型,以观察血管走行,并可利用三维软件测量血管发出角度与子宫各部分的血管网容积。此外,该模型与DSA有高度的相似性,可由此作为宫颈癌行动脉化疗的个性化评估及治疗平台,实现治疗个体化。第二部分不同重建阈值构建宫颈癌动脉血管网数字化三维模型对癌灶血供分析的影响[目的]拟比较不同阈值的在体宫颈癌动脉血管网数字化三维模型,了解其供血比例是否一致,从而优化在体宫颈癌动脉血管网数字化三维模型的重建方法,指导动脉化疗的临床应用。[方法]通过采集2012年1月至2012年12月于南方医科大学南方医院妇产科住院的宫颈癌患者36例,于动脉化疗前行CTA检查并采集其原始数据集,利用Mimics软件经自动定位图像、组织图片、内插值处理后分别设定最低重建阈值为80HU、100Hu和120HU,经阈值增长的方法构建不同重建阈值的在体宫颈癌动脉血管网数字化三维模型；利用线切割及面切割工具对子宫动脉血管网数字化三维模型进行立体切割,并计算子宫及子宫各部分的血管网容积及供血比例。比较三种不同重建阈值所构建的在体宫颈癌动脉血管网数字化三维模型对血管网容积及供血比例的影响。[结果]1.不同重建阈值在体宫颈癌动脉血管网数字化三维模型的形态学特点分别利用80HU、100HU、120HU三个重建阈值均成功构建出在体宫颈癌动脉血管网数字化三维模型。三种重建阈值不影响其呈现腹盆腔动脉的解剖走行情况。通过观察模型可知当重建阈值降低,构建的宫颈癌动脉血管网密度越浓密；重建阈值升高,构建的宫颈癌动脉血管网密度越稀疏。120HU重建阈值构建的宫颈癌动脉血管网数字化三维模型能清楚地显示腹盆腔动脉大血管的走行,故利于观察子宫动脉开口位置及发出角度。100HU重建阈值构建的宫颈癌动脉血管网数字化三维模型子宫动脉及其分支显示清楚,能清楚地显示子宫血管网中交通支最稀疏之处,利于立体分割。80HU重建阈值构建的宫颈癌动脉血管网数字化三维模型能显示密集的细小交通支,可更清楚地显示子宫局部精细、致密的血管结构,真实地反映宫颈癌动脉血管网的解剖形态,但因无法清楚地分辨其交通支所在之处,故难以进行准确的立体分割。2.不同重建阈值在体宫颈癌动脉血管网数字化三维模型子宫各部分血管网容积比较通过Mimics软件计算得出,80HU、100HU和120HU重建阈值所构建的在体宫颈癌动脉血管网模型中,子宫总体血管网容积、宫体总血管网容积、宫颈血管网容积,宫体左侧部血管网容积、宫体右侧部血管网容积、宫颈左侧部血管网容积及宫颈右侧部血管网容积随重建阈值降低而增加,差异具有统计学意义(p<0.05),但宫颈血管网容积、宫颈左侧部血管网容积及宫颈右侧部血管网容积在重建阈值分别为100HU与120HU比较时差异无统计学意义。子宫各部位血管网容积与不同重建阈值之间呈负相关。3.不同重建阈值在体宫颈癌动脉血管网数字化三维模型子宫各部分供血比例比较通过Mimics软件计算得出,80HU、100HU和120HU重建阈值所构建的在体宫颈癌动脉血管网模型中,宫体、宫颈占总体供血比例,宫体左侧部、宫体右侧部占宫体供血比例以及宫颈左侧部、宫颈右侧部占宫颈供血比例不随重建阈值的变化而变化,差异无统计学意义(p>0.05)。[结论]相对于120HU和100HU重建阈值构建的宫颈癌动脉血管网数字化三维模型,100HU重建阈值构建的模型子宫动脉及其分支显示清楚,能清楚地显示子宫血管网中交通支最稀疏指出,利于立体分割。宫颈癌动脉血管网数字化三维模型中子宫各部分供血比例不受重建阈值的变化而变化,能更客观准确的反映宫颈癌的动脉血供特点,为后续临床应用提供了稳定的模型基础。不同重建阈值所构建的在体宫颈癌动脉血管网模型中,子宫各部分血管网容积随重建阈值降低而增加,具有负相关关系；但子宫各部分所占供血比例不随重建阈值的变化而变化,具有稳定性。