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编号:10503041
三维CT血管造影在诊断颅内动脉瘤中的应用
http://www.100md.com 《中华放射医学与防护杂志》 1999年第3期
     詹炯 戴建平 高培毅 刘翔 李少武 尚京伟 何雁 罗峰

    摘要 目的:研究CT血管造影诊断颅内动脉瘤的原理、方法及临床价值。方法:选择DSA证实为颅内动脉瘤患者55例,行三维CT血管造影检查,应用强化螺旋CT扫描后将容积数据输入工作站,通过调整CT阈值和应用伪彩色技术,重建颅内血管三维图像,全部病例经手术证实。结果:55例患者检出率达98%;三维CT血管造影可精确显示动脉瘤颈部的解剖关系,可演示模拟手术并可进行仿真血管内窥镜检查。结论:三维CT血管造影是一种相对无创的血管检查,可精确显示动脉瘤的三维空间形态,并可补充DSA检查的信息。

    关键词:体层摄影术 X线计算机 脑动脉瘤 血管造影术 数字减影

    螺旋CT进入临床应用后,由于具有高X线管热容量,以及可行体积扫描和相关软件的开发及应用,使三维CT图像开始应用于临床。三维CT血管造影(three-dimensional CT angiography,3D-CTA)是在增强螺旋CT扫描的基础上,将增强CT扫描的数据经工作站应用软件进行后处理,依不同的CT阈值赋予伪彩色重建血管表面的三维立体图像。近年国外已有文献报道,国内也有少量应用的报道。但伪彩色三维CT血管造影诊断动脉瘤在国内尚无报道,笔者总结了我院1998年3~8月间的55例3D-CTA检查,分析了其原理、方法及临床价值。
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    材料与方法

    选择DSA证实为颅内动脉瘤的患者55例,男36例、女19例,年龄范围19~63岁。在DSA检查后的3天内行3D-CTA检查。

    CT机:东芝Xpress/GX螺旋CT机;工作站:Sun工作站;三维图像软件:Xtension和Fly Through (FT);数字血管造影机:东芝DFP-60A。

    检查步骤:(1)常规平扫,120 kV,300 mAs,层厚及层间距均为10mm,确定检查范围。(2)强化螺旋扫描,120 kV,150 mAs,视野(FOV)18 mm,螺距为1,进床速度1~2 mm/s,扫描层厚1~2 mm,扫描范围20~60 mm,非离子型造影剂(欧乃哌克300 mg I/ml)80~120 ml,高压注射器团注流速为1.5~2.5 ml/s。延迟时间为10~20秒(东芝Xpress/ GX螺旋CT机Sure Star软件控制延迟时间)。(3)三维图像重建,将平滑重建后的数据经乙太网传送到Sun工作站上。应用Xtension软件选用表面遮盖显示法(shaded surface display, SSD),通过不同的CT阈值(血管CT阈值为90~220HU)人工赋予伪彩色并进行调整,参照手术入路方向以及最佳显露方向重建连续图像30~80幅,应用电影功能连续快速回放以动态观察, 应用Fly Through软件生成CT仿真血管内窥镜图像。
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    结果

    55例患者中检出59个动脉瘤,前交通动脉瘤20个,后交通动脉瘤24个,颈内动脉C1~C2段动脉瘤5个,大脑中动脉M1~M2段动脉瘤4个,大脑前动脉A2~A3段动脉瘤2个,椎-基底动脉动脉瘤4个(详见表1)。58个动脉瘤可在3D-CTA彩色图像中清晰辨认,显示动脉瘤的立体形态、生长方向、体部大小、颈部的宽窄以及载瘤动脉(图1~3),通过旋转的多角度观察,可获得动脉瘤的完整形态以及动脉瘤与邻近血管的空间解剖关系(图4,5),特别是动脉瘤与载瘤动脉的关系可得到最佳显示及测量(图7~9)。经测量,动脉瘤中最大径范围为4~27 mm,平均为12 mm。动脉瘤颈部宽度3~8 mm,平均6 mm。3个伴有血栓。检出率为98%(58/59)。仅1个颈内动脉C2段动脉瘤术前未检出。全部病例经外科手术证实。27.gif (7340 bytes)28.gif (13593 bytes)29.gif (12558 bytes)30.gif (7483 bytes)31.gif (8438 bytes)32.gif (8772 bytes)33.gif (8170 bytes)34.gif (11038 bytes)35.gif (13236 bytes)
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    图1 DSA正位,动脉期可见左侧大脑中动脉M1段异常囊状血管充盈 图2,3 三维CT血管造影[表面遮盖显示法(SSD)+伪彩色]可多角度清晰显示左侧大脑中动脉M1段囊性动脉瘤,动脉瘤颈部得以完全显示,动脉瘤最大径及动脉瘤颈部宽度易于测量。鲜红色为动脉瘤体部、颈部以及部分载瘤动脉 图4 DSA正、斜位,动脉期可见前交通动脉处异常囊状血管充盈 图5 三维CT血管造影(SSD+伪彩色),显示动脉瘤位于双侧大脑前动脉之间的前交通动脉处,动脉瘤向前方生长,动脉瘤体部、颈部显示清晰 图6 CT仿真血管内窥镜图像,经载瘤动脉血管内显示动脉瘤内部形态 图7 DSA右侧椎动脉正位,基底动脉顶端异常囊状血管充盈,双侧小脑上动脉和左侧大脑后动脉显影 图8 MRA (三维时间飞跃法) 轴位投影图像,伪影多 图9 三维CT血管造影(SSD+伪彩色),显示动脉瘤位于基底动脉顶端,向上方生长,左侧大脑后动脉P1段增粗,双侧小脑上动脉显影,动脉瘤体部、颈部及载瘤动脉清晰显示表1 3D-CTA和DSA显示颅内动脉瘤的比较(个)

    动脉瘤位置
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    数量

    3D-CTA显示

    DSA显示

    清晰

    不佳

    清晰

    不佳

    前交通动脉瘤

    20

    20

    0

    18

    2
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    后交通动脉瘤

    24

    24

    0

    22

    2

    颈内动脉C1~C2段

    5

    4

    1*

    4

    1*

    大脑中动脉M1~M2段
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    4

    4

    0

    3

    1

    大脑前动脉A2~A3段

    2

    2

    0

    1

    1

    椎-基底动脉

    4

    4
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    0

    4

    0

    合计

    59

    58

    1

    52

    7

    注:3D-CTA为三维CT血管造影。清晰指动脉瘤颈部显示清晰,可以测量颈部宽度;不佳指动脉瘤颈部显示角度不佳;*病例为3D-CTA术前未检出,DSA可疑后交通动脉瘤,手术证实为颈内动脉C2段动脉瘤(向内下生长,术后回顾动脉瘤最大径为4mm)讨论
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    一、3D-CTA诊断颅内动脉瘤的原理和方法

    螺旋CT由于具有高X线管热容量,可行体积扫描, 加之相关软件的开发及应用,使螺旋CT图像在保持原常规CT图像X、Y轴高分辨率的同时显著提高了Z轴分辨率,从而生成了真正具有临床价值的三维CT图像。3D- CTA是指经周围静脉快速团注碘造影剂后,在检查部位靶血管内造影剂充盈的高峰期对其进行CT连续多层面的扫描,然后将扫描数据进行三维图像处理,从而显示血管立体图像[1,2]

    三维图像后处理计算的方法有2种:最大密度投影法(maximum intensity projection,MIP)和SSD法。MIP法是通过计算沿着穿过被扫描物体的每条射线上所遇到的最大像素强度而产生的。这种方法可用于显示细小血管以及血管壁的钙化,但无法区分局部重叠的强化血管。SSD法是通过计算被扫描物体表面所有相关像素数学模式而产生的,当设定CT阈值后可清晰显示感兴趣区内的血管三维空间关系,对于设定阈值外的组织不显示[1,2]。目前国外文献中3D-CTA多采用SSD法或SSD+MIP方法,由于SSD法能够显示血管表面的信息,所以SSD法被用于精确显示动脉瘤的形态[3-5]
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    本组病例采用SSD+伪彩色技术检查颅内动脉瘤,通过调整CT阈值使三维图像中仅显示需要观察的组织,血管CT阈值为90~220 HU,颅骨CT阈值为220~2 000 HU,并可设定多个阈值和感兴趣区以赋予不同伪彩色,伪彩色图像增加了不同CT值的组织之间的对比度,使其在3D-CTA图像中易于区别;利用视角方向、放大率、视-屏距和物屏距的改变,可以消除颅骨和周围重叠的血管的影响,显示动脉瘤的完整立体形态,精确测量动脉瘤大小、颈部的宽窄;通过多角度旋转观察,可获得观察动脉瘤形态最佳角度的多幅图像;应用电影回放进行动态观察;应用Fly Through软件生成CT仿真血管内窥镜图像可观察血管内部形态。

    二、3D-CTA的临床应用价值

    国内尚无详细的统计学分析报道3D-CTA,国外临床应用中有文献对3D-CTA诊断颅内动脉瘤敏感性和特异性进行了与DSA盲法对照的统计学分析。病例数为24~94例,动脉瘤大小为2~40 mm,敏感性为86%~96%,特异性为50%~90%,认为3D-CTA对诊断4 mm以上的动脉瘤检出率高、显示效果好,能较好地显示Willis环周围的动脉瘤。在诊断和显示接近颅底的动脉瘤和细小动脉瘤时比较困难,而且无法分别显示动脉、静脉[3-8]
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    本项研究未采用与DSA盲法对照的统计学分析,3D-CTA的敏感性和特异性有待于大量应用后分析统计。但是由于本组病例采用SSD+多感兴趣区伪彩色技术检查颅内动脉瘤,伪彩色技术使不同CT值的组织之间能以不同的颜色显示,这样动脉瘤与颅骨之间会产生良好的对比,从而易于显示接近颅底的动脉瘤。多个感兴趣区和伪彩色技术可使CT扫描增强的瘤腔与动脉瘤周围不增强的血栓部分同时显示。另外本组病例中动脉瘤立体形态、颈部以及载瘤动脉均得到精确显示,可用于检出颅内动脉瘤,还可用于辅助术前评估(确定手术入路或选择介入治疗的栓塞材料)。CT仿真血管内窥镜图像可帮助选择介入栓塞治疗或手术治疗(图6)。

    三、3D-CTA与MRA、DSA的比较

    与MRA相比,虽然3D-CTA检查需静脉注射碘造影剂,扫描时放射线剂量较大,但是螺旋CT的扫描时间短,且不受血管内血液流速和湍流的影响,伪影少,设备易普及。CTA除MIP方法外,SSD+伪彩色技术的应用使3D-CTA更易于显示动脉瘤的立体形态及与邻近组织的解剖关系[3-8]
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    与DSA相比,3D-CTA是一种相对无创的血管检查方法,患者受损伤小,检查时间短,费用低,特别是SSD+伪彩色技术的应用可提供多个观察角度以显示动脉瘤、动脉瘤颈部以及载瘤动脉立体解剖关系,不受血管重叠的影响[3-7],电影回放可进行动态观察,模拟手术可进行术前评估。而多个角度的DSA图像需多次造影。

    3D-CTA不足之处是:需要使用碘造影剂;无法依时间顺序分别显示动脉、毛细血管和静脉;也无法分清血流方向[3,8];扫描参数、CT阈值选择若不适(阈值过宽或过窄),会使血管显示失真;扫描后图像处理时间较长[3-5,7];另外操作者需具备良好的影像学、血管解剖学知识和一定的神经病理、颅脑手术学知识,才可能完成3D-CTA检查。

    综上所述,作为一种相对无创性的、安全可靠的血管检查,3D-CTA可代替DSA诊断Willis环周围以及瘤径大于4 mm的动脉瘤,特别是SSD+伪彩色技术不仅可用于诊断动脉瘤,还可获取颅内动脉瘤完整的立体形态和邻近组织的空间解剖关系,用于术前评估。随着螺旋CT和电子束CT的发展,以及计算机软件、硬件的不断开发完善,3D-CTA在诊断颅内血管疾病方面有着广泛的应用前景。
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    作者单位:100050 北京市神经外科研究所神经影像中心

    参考文献

    1 杜湘珂,朱锡旭,沈复兴,等. 螺旋CT血管造影. 中华放射学杂志,1995, 29: 202-203.

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    3 Anderson GB, Findlay JM, Steinke DE, et al. Experience with computed tomographic angiography for the detection of intracranial aneurysms in the setting of acute subarchnoid hemorrhage. Neurosurgery, 1997, 41: 522-528.
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    4 Ogawa T, Okudera T, Noguchi K, et al. Cerebral aneurysms: evaluation with three-dimensional CT angiography. AJNR, 1996, 17: 447-454.

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    6 Brown JH, Lustrin ES, Lev MH, et al. Characterization of intracranial aneurysms using CT angiography. AJR, 1997, 169: 889-893.

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    8 Viceo PT, Maurin EE, Gross CE, et al. Vertebrobasilar delichoectasia: evaluation with CT angiography. AJNR, 1997, 18: 1385-1388., 百拇医药