磁共振三维导航血管成像技术在诊断脑动脉瘤中的应用
作者：戴敏红 丘清亮
单位：
关键词：磁共振血管成像；磁共振三维导航血管成像；外视镜式血管表面重建；仿真内窥镜式血管表面重建；脑动脉瘤
放射学实践990402 【摘要】 目的：本文利用最新的磁共振三维导航血管成像技术(MR 3D Navigator Vascular Imaging)诊断和观察脑动脉瘤，重点在于显示动脉瘤的颈部和开口，为动脉瘤的治疗提供依据。方法：经手术及血管造影证实脑动脉瘤35例共40个，所有病例都进行脑组织磁共振成像和磁共振血管成像，将血管成像扫描包括3D TOF或3D TOF伴有ZIP技术的原始图像在工作站进行三维导航的成像处理，包括外视镜式血管表面重建(Exoscopic surface rendering)和仿真内窥镜式血管表面重建(Virtual intravascular endoscopy,VIE)，并与其它血管后处理技术进行比较。结果：MR 3D Navigator对动脉瘤颈的显示率为90%，对脑小动脉瘤的检出率为94%，显示动脉瘤的形态，确切部位以及与临近血管的关系明显好于常规技术和原始图像，VIE可显示血管和动脉瘤的腔内结构如血栓和动脉瘤的开口等，并且图像逼真，直观和能进行飞航观察。结论：MR 3D Navigator在诊断和观察动脉瘤的颈部和开口，形态大小和确切部位及与邻近血管的关系明显优于常规后处理技术，并对动脉瘤手术或介入治疗方案的制订提供了依据，并可作为动脉瘤治疗后随访的有用工具。
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Usefulness of MR 3D navigator vascular imaging in the diagnosis of intracranial aneurysms
Dai Minhong,Lee C.Chiu.MRI Division of Providence Saint Joseph Medical Center, 501 South Buena Vista Street,Burbank,CA 91505-4866 U.S.A.
【Abstract】 Objective:To assess MR 3D Navigator Vascular Imaging for the detection and characterization of the intracranial aneurysms with focus on its neck and opening for planing the treatment of aneurysms.Methods:A total of 35 patients with 40 aneurysms surgically or DSA proven were studied.MR 3D Navigator Vascular Imaging were performed using source images from 3D TOF or 3D TOF with ZIP (Zerofill Interpolation Processing).MR 3D Navigator included exoscopic surface rendering and Virtual intravascular endoscopy (VIE).Results:MR 3D Navigator provided better visualization of the neck of the aneurysm (90%),its location,morphology and adjunct vessels,and better detection of small aneurysms (94%) than original source images and other postprocessing techniques.VIE clearly showed the inner surface of the vessels and aneurysms including the orifice and thrombosis etc..Conclusion:MR 3D Navigator can better detect the presence,location,morphology and neck of the aneurysm and help for making plan for surgical and interventional treatment and follow up the size,patency of the aneurysm after intravascular embolization and other therapy.
, 百拇医药
【Key words】 Magnetic resonance angiography (MRA) MR 3D navigator vascular imaging Exocospic surface rendering Virtual intravascular endoscopy (VIE) Intracranial aneurysm
最新的三维导航表面成像技术对空腔器官病变的观察越来越受到重视，有关在CT方面的应用以及诊断结肠病变的价值已有很多报道。但利用磁共振扫描的原始图像进行三维导航血管成像处理报道甚少。我们使用最新的三维导航技术应用于磁共振脑血管成像(MR 3D Navigator Vascular Imaging,简称MR 3D Navigator)即使用3D TOF MRA的原始图像对脑血管进行三维空间的表面重建，从血管的腔外即外视镜(Exoscopic surface rendering)和腔内即仿真内窥镜(Virtual intravascular endoscopy,VIE)对脑动脉瘤进行观察和分析，进一步提高了诊断脑动脉瘤的敏感性、有效性及对形态学特征的进一步分析观察，对制订动脉瘤的治疗计划有指导意义。
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资料和方法
资料 手术和血管造影证实的脑动脉瘤35例，共有动脉瘤40个，其中单发动脉瘤30例，多发动脉瘤5例，男性10例，女性25例，年龄24～88岁(平均59.5岁)。动脉瘤的分布是前交通动脉瘤10例，后交通动脉瘤9例，大脑中动脉瘤8例，颈内动脉瘤11例，基底动脉瘤2例。动脉瘤的大小是小动脉瘤(<5mm)18个，大动脉瘤(6～10mm)12个，巨大动脉瘤(>10mm)10个。其中伴有血栓6个，蛛网膜下腔出血15例。
图1 右侧大脑后交通动脉瘤。a) 3D TOF原始扫描图像示右侧大脑后交通动脉瘤(箭头)。b) 经过常规磁共振血管成像后处理技术及去除对侧正常脑血管后区域性显示矢状位血管图像。A示右侧大脑后交通动脉瘤。c) 外视镜式血管表面重建图像。仿真光源位于脑底动脉环的右侧，从右向左的方向(矢状位)显示动脉瘤(A)，动脉瘤颈部清晰可见(箭头)，C示右侧颈内动脉，M示右侧大脑中动脉，因其离仿真光源近显示较粗。d) 仿真内窥镜式血管表面重建图像。仿真光源位于动脉瘤腔内。箭头示动脉瘤的异常开口，与上述外视式图像显示的动脉瘤颈部一致。e) 仿真内窥镜式血管表面重建图像。仿真光源位于右侧后交通动脉内，可见动脉瘤的异常开口(A)和右侧大脑中动脉的开口(M)。f) 仿真内窥镜式血管表面重建图像。显示动脉瘤腔内结构，动脉瘤底不光滑，箭头示动脉瘤内血栓。g) 右侧脑血管造影示右侧后交通动脉瘤。
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方法 我们将35例40个动脉瘤的所有血管成像原始扫描图像利用三维导航血管成像的特殊软件对其进行腔内外表面重建成像观察，并与其它的后处理技术进行比较。
血管成像扫描技术 脑血管成像序列为MT 3D TOF和3D TOF伴有ZIP (Zerofill Interpolation Processing),每个病人同时进行脑组织磁共振成像扫描包括T1加权像，T2加权像和FLAIR序列成像。所有成像都在GE Signa 1.5 T MR扫描机上进行。
MT 3D TOF主要参数是重复时间(TR)48s，回波时间(TE)2.5s，视野(FOV)24cm×18cm，矩阵512×192，激励次数1次，采集方法为4块薄层重叠(4 slab)，总的厚度为90mm,共有100张原始图像。扫描时间10min左右。一般情况下使用。
3D TOF伴有ZIP主要参数是重复时间(TR)33s，回波时间(TE)3s，返转角度20°，视野(FOV)22cm×18cm，矩阵256×192，激励次数0.5次，使用512 ZIP增加分辨率，或使用Slice ZIP缩短扫描时间，总厚度为124mm，显示全脑血管。因扫描时间很短，主要用于急诊病人。
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磁共振三维导航血管成像技术(MR 3D Navigator Vascular Imaging) 属于一种空腔器官表面的重建技术(Surface Rendering Imaging),我们将血管成像的原始扫描图像送至工作站(Advantage windows workstation,GE Medical System)，利用这种特殊的软件进行脑血管的三维空间的重建分析。主要有两种观察方法：
(1)外视镜式血管表面重建(Exoscopic Surface Rendering)选择血管腔外的合适部位设制仿真光源，从而在血管腔外立体地观察动脉瘤的外表形态和结构以及临近血管，进一步确定动脉瘤的部位、大小和周围血管的关系特别是显示动脉瘤的颈部，可以选择不同的观察方向、不同的观察距离、不同的观察角度，并可沿着脑底动脉环进行上下、左右、前后和任意方向实时航行观察。
(2)仿真内窥镜式血管表面重建(Endoscopic Virtual Surface Rendering)又称为仿真血管内窥镜术(Virtual Intravascular Endoscopy,VIE)。使用磁共振内窥镜技术在血管腔内设置仿真光源，选择合适的血管管壁阈值，直视观察血管腔内部结构和动脉瘤的内部结构以及动脉瘤的开口，也可在血管腔内进行实时航行观察。
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(3)操作方法：MR 3D Navigator操作方法是首先将原始扫描图像叠加，产生横断、矢状、冠状和外视镜或内窥镜图像。前三者图像主要用于帮助血管外视镜或内窥镜图像的定位定向。外视镜或内窥镜图像是利用线束算法设置血管管壁阈值，当您选择不同的阈值水平时，出现血管壁外表面或血管壁内腔面的立体图像，然后使用导航技术分别将间隔一定的距离连续产生的管腔内外的图像连接起来，建立三维的“航行图像”，可利用鼠标的移动显示航行图像，结合键盘控制实时航行。每个病人选用的参数不同，主要与原始图像血管信号的强弱，动脉瘤的部位、大小、形态、方向有关，整个操作时间是15min左右。
结 果
(1)MR 3D Navigator最佳显示动脉瘤的确切部位和形态，常规技术因重叠和部分血管信号的流失而显示稍差。MR 3D Navigator对动脉瘤颈部的显示率为90%，VIE以其特殊的软件功能显示动脉瘤内腔结构和动脉瘤开口的详细结构。多平面断层血管重建技术(Multiplanar Tomographic Vascular Imaging,MTVR)显示动脉瘤形态部位大小相似于3D Navigator,但不能显示其内腔结构(表1，2)。
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表1 各种血管成像在显示动脉瘤表现的比较
MR 3D
Navigator
MPVR
原始图像
常规MRA
DSA
颈部
+++
++
±
+
++
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开口*
++
-
-
-
-
形态
++
++
+
+
++
大小
, 百拇医药 ++
++
++
++
++
部位
+++
+++
+
++
+++
与周围血
血的关系
+++
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+++
+
+
+++
-:阴性，±：怀疑，+：显示但不清晰，++:清晰显示，+++：最佳显示，*为血管腔内观察
表2 动脉瘤颈在各种不同技术的显示率(40例) MR 3D Navigator
原始图像
常规MRA
TVR
DSA
90%
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(36/40)
78%
(31/40)
73%
(29/40)
90%
(36/40)
85%
(34/40)
(2)MR 3D Navigator对小动脉瘤的检出率为94%，高于常规的血管成像后处理技术，但以MTVR对小动脉瘤的检出率为最高。对大动脉瘤和巨大动脉瘤的检出率各技术无明显区别(表3)。
, 百拇医药 表3 动脉瘤在各种重建技术的检出率(40例)
MR 3D
Navigator
原始图像
常规MRA
MTVR
DSA
小动脉瘤
(18例)
94%
(17/18)
89%
, 百拇医药 (16/18)
67%
(12/18)
100%
(18/18)
100%
(18/18)
大动脉瘤
(12例)
100%
(12/12)
100%
(12/12)
, 百拇医药
91%
(11/12)
100%
(12/12)
100%
(12/12)
巨大动脉瘤
(10例)
100%
(10/10)
100%
(10/10)
100%
, 百拇医药
(10/10)
100%
(10/10)
100%
(10/10)
(3)MR 3D Navigator技术因其图像的有立体感，图像逼真和可以随意航行以显示动脉瘤颈部(90%)及与周围血管的关系为最佳。但需要选择非常正确的血管壁阈值和恰当的航行方向和角度，否则图像失真或产生假阳性和假阴性，需要非常熟悉脑血管的解剖和操作经验来解释所产生的图像。原始图像对脑动脉瘤有较高的检出率，但对动脉瘤的形态和与周围血管的关系尤其观察动脉瘤的颈部不如3D Navigator。
(4)DSA诊断动脉瘤很有价值但有创伤性。当血管重叠太多和不能任意方位旋转时，有时很难非常清楚显示动脉瘤颈部，不能同时显示双侧脑血管。
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讨 论
文献报道脑动脉瘤的发生率约为人群的5%～6%，动脉瘤破裂的死亡率为50%。如果及时发现动脉瘤，及时进行手术或介入治疗，对病人的预后大有好处。DSA对脑动脉瘤有高度的正确性，但有损伤性和需要造影剂，当动脉瘤破裂出血血管痉挛时，也有一定的局限性。文献报道MRI加上MRA对脑动脉瘤的检出率是60%～85%[1]，新技术的应用大大改进了MRA的诊断效果，我们将其原理和应用进行讨论。
(1)MR 3D Navigator的原理和操作要点[2-6]
MR 3D Navigator是利用原始扫描的图像资料和特殊软件进行空腔器官的表面重建，产生一系列的图像，并使用导航技术进行飞行，建立三维航行的图像，通过选择不同的血管壁阈值水平，分别得到血管腔内外的不同的表面重建图像即仿真内窥镜和外视镜图像。我们将这种技术应用于脑底动脉环，诊断和分析脑动脉瘤。其原理主要根据线束计算法(Ray-casting algorithm)，设计出几种不同的阈值水平即“黑血”(Black blood)和“白血”(white blood)，选择黑血时，所有的象素(Voxals)如低于阈值(threshold)水平时位于血管腔内，如高于阈值水平将显示血管的外表面即位于血管腔外。选择白血时则相反，高于阈值水平位于血管腔内。每一幅图像相等于通过一个锥形视野观察到的景象，锥形的顶点相当于观察点，锥形的角度即视野的大小可以在15°～60°范围内调正。视野的方向可以在“航行”中不断改变，以适应血管的走形和显示病变的最佳方向。
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根据我们的经验，操作时应注意以下几点：①选择及调整正确的血管管壁阈值，选择合适的颜色和光线的投射，对减少伪影，对显示血管的内部结构和外部形态很重要，如果选择不当会产生人为的假阳性和假阴性现象。②VIE图像质量与原始图像的质量和血管信号的强弱与周围背景的对比有关，如血液信号不均匀可在血管内产生“漂浮物”(floaters)样的伪影，但通过改变阈值可以减少伪影的产生。③掌握导航技术的控制(方向、速度)很重要，否则就不可能在最佳的方位显示动脉瘤。④非常熟悉脑底动脉环的解剖结构及其分支的走向，有一个空间立体概念，非常熟悉和正确进行导航。
(2)MR 3D Navigator对脑动脉瘤的诊断价值和局限性[3-6]
我们的结果表明：MR 3D Navigator产生的图像逼真、清晰、直观，并可多方位、多角度显示动脉瘤与周围血管及载瘤血管的关系和动脉瘤的颈部。显示动脉瘤和载瘤血管的腔内结构，清晰显示动脉瘤的开口和形态学特征。并可以“飞跃”的方式观察血管的内部，尤其动脉瘤颈部的清楚显示给神经外科医生制定手术计划提供了一定的依据。动脉瘤开口的腔内显示给动脉瘤的介入治疗提供了依据。对制订和选择动脉瘤介入治疗计划有一定的指导意义。但当动脉瘤太小时，在MR 3D Navigator很难选择正确的血管壁阈值。如阈值太小，背景重叠太多，阈值太大，血管不连续，动脉瘤信号流失，出现假阴性。
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(3)适应证和目的
根据我们的观察结果，MR 3D Navgator的主要适应证是：①临床怀疑动脉瘤而常规MRA阴性。②常规的MRA疑有动脉瘤但不能肯定。③已经诊断为动脉瘤需进一部观察其形态学特征尤其动脉瘤颈部，为手术治疗和介入治疗提供依据。
结论 我们的结果表明MR 3D Navigator改进了脑血管和脑动脉瘤的显示，大大增加了对脑动脉瘤诊断的可靠性包括动脉瘤的形态、大小、部位和周围结构的关系等。尤其是动脉瘤颈部和动脉瘤开口的显示有足够的证据指导神经外科医生和介入放射科医生制定完备的手术计划和介入治疗计划。MRA结合3D Navigator成像技术是一种很理想的非损伤性血管检查方法。
参考文献
1 Zamani A.MRA of intracranial aneurysms.Chin Neurosci,1997,4(3)∶123-129.
, http://www.100md.com
2 Nagasawa S.,Deguchi J.,Arai M.,et al.Topographic anatomy of paraclinoid cartoid artery aneurysms:usefulness of MR angiographic source images.Neuroradiology,1997,39∶341-343.
3 Dai M.,Au H.,Chiu L.C.,et al.New Advanced MRA Postprocessing techniques in Detection of Small Intracranial Aneurysm and Its Neck.Radiology(Suppl),1997,179-180.
4 Marro B,Galanaud D,Valery CA,et al.Intracranial aneurysm:inner view and neck identification with CT angiography virtuel endoscopy.J Comput Assist Tomography,1997,21(4)∶587-589.
5 Davis CP,Ladd ME,Romanowski BJ,et al.Human Aorta:preliminary Results with Virtual Endoscopy Based on Three-dimensional MR Imaging Data Sets.Radiology,1996,199∶37-40.
6 徐家兴.CT MR新技术.Picker Imaging,1997(1)∶1-2.
(1999-06-15 收稿), 百拇医药
单位：
关键词：磁共振血管成像；磁共振三维导航血管成像；外视镜式血管表面重建；仿真内窥镜式血管表面重建；脑动脉瘤
放射学实践990402 【摘要】 目的：本文利用最新的磁共振三维导航血管成像技术(MR 3D Navigator Vascular Imaging)诊断和观察脑动脉瘤，重点在于显示动脉瘤的颈部和开口，为动脉瘤的治疗提供依据。方法：经手术及血管造影证实脑动脉瘤35例共40个，所有病例都进行脑组织磁共振成像和磁共振血管成像，将血管成像扫描包括3D TOF或3D TOF伴有ZIP技术的原始图像在工作站进行三维导航的成像处理，包括外视镜式血管表面重建(Exoscopic surface rendering)和仿真内窥镜式血管表面重建(Virtual intravascular endoscopy,VIE)，并与其它血管后处理技术进行比较。结果：MR 3D Navigator对动脉瘤颈的显示率为90%，对脑小动脉瘤的检出率为94%，显示动脉瘤的形态，确切部位以及与临近血管的关系明显好于常规技术和原始图像，VIE可显示血管和动脉瘤的腔内结构如血栓和动脉瘤的开口等，并且图像逼真，直观和能进行飞航观察。结论：MR 3D Navigator在诊断和观察动脉瘤的颈部和开口，形态大小和确切部位及与邻近血管的关系明显优于常规后处理技术，并对动脉瘤手术或介入治疗方案的制订提供了依据，并可作为动脉瘤治疗后随访的有用工具。
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Usefulness of MR 3D navigator vascular imaging in the diagnosis of intracranial aneurysms
Dai Minhong,Lee C.Chiu.MRI Division of Providence Saint Joseph Medical Center, 501 South Buena Vista Street,Burbank,CA 91505-4866 U.S.A.
【Abstract】 Objective:To assess MR 3D Navigator Vascular Imaging for the detection and characterization of the intracranial aneurysms with focus on its neck and opening for planing the treatment of aneurysms.Methods:A total of 35 patients with 40 aneurysms surgically or DSA proven were studied.MR 3D Navigator Vascular Imaging were performed using source images from 3D TOF or 3D TOF with ZIP (Zerofill Interpolation Processing).MR 3D Navigator included exoscopic surface rendering and Virtual intravascular endoscopy (VIE).Results:MR 3D Navigator provided better visualization of the neck of the aneurysm (90%),its location,morphology and adjunct vessels,and better detection of small aneurysms (94%) than original source images and other postprocessing techniques.VIE clearly showed the inner surface of the vessels and aneurysms including the orifice and thrombosis etc..Conclusion:MR 3D Navigator can better detect the presence,location,morphology and neck of the aneurysm and help for making plan for surgical and interventional treatment and follow up the size,patency of the aneurysm after intravascular embolization and other therapy.
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【Key words】 Magnetic resonance angiography (MRA) MR 3D navigator vascular imaging Exocospic surface rendering Virtual intravascular endoscopy (VIE) Intracranial aneurysm
最新的三维导航表面成像技术对空腔器官病变的观察越来越受到重视，有关在CT方面的应用以及诊断结肠病变的价值已有很多报道。但利用磁共振扫描的原始图像进行三维导航血管成像处理报道甚少。我们使用最新的三维导航技术应用于磁共振脑血管成像(MR 3D Navigator Vascular Imaging,简称MR 3D Navigator)即使用3D TOF MRA的原始图像对脑血管进行三维空间的表面重建，从血管的腔外即外视镜(Exoscopic surface rendering)和腔内即仿真内窥镜(Virtual intravascular endoscopy,VIE)对脑动脉瘤进行观察和分析，进一步提高了诊断脑动脉瘤的敏感性、有效性及对形态学特征的进一步分析观察，对制订动脉瘤的治疗计划有指导意义。
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资料和方法
资料 手术和血管造影证实的脑动脉瘤35例，共有动脉瘤40个，其中单发动脉瘤30例，多发动脉瘤5例，男性10例，女性25例，年龄24～88岁(平均59.5岁)。动脉瘤的分布是前交通动脉瘤10例，后交通动脉瘤9例，大脑中动脉瘤8例，颈内动脉瘤11例，基底动脉瘤2例。动脉瘤的大小是小动脉瘤(<5mm)18个，大动脉瘤(6～10mm)12个，巨大动脉瘤(>10mm)10个。其中伴有血栓6个，蛛网膜下腔出血15例。
图1 右侧大脑后交通动脉瘤。a) 3D TOF原始扫描图像示右侧大脑后交通动脉瘤(箭头)。b) 经过常规磁共振血管成像后处理技术及去除对侧正常脑血管后区域性显示矢状位血管图像。A示右侧大脑后交通动脉瘤。c) 外视镜式血管表面重建图像。仿真光源位于脑底动脉环的右侧，从右向左的方向(矢状位)显示动脉瘤(A)，动脉瘤颈部清晰可见(箭头)，C示右侧颈内动脉，M示右侧大脑中动脉，因其离仿真光源近显示较粗。d) 仿真内窥镜式血管表面重建图像。仿真光源位于动脉瘤腔内。箭头示动脉瘤的异常开口，与上述外视式图像显示的动脉瘤颈部一致。e) 仿真内窥镜式血管表面重建图像。仿真光源位于右侧后交通动脉内，可见动脉瘤的异常开口(A)和右侧大脑中动脉的开口(M)。f) 仿真内窥镜式血管表面重建图像。显示动脉瘤腔内结构，动脉瘤底不光滑，箭头示动脉瘤内血栓。g) 右侧脑血管造影示右侧后交通动脉瘤。
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方法 我们将35例40个动脉瘤的所有血管成像原始扫描图像利用三维导航血管成像的特殊软件对其进行腔内外表面重建成像观察，并与其它的后处理技术进行比较。
血管成像扫描技术 脑血管成像序列为MT 3D TOF和3D TOF伴有ZIP (Zerofill Interpolation Processing),每个病人同时进行脑组织磁共振成像扫描包括T1加权像，T2加权像和FLAIR序列成像。所有成像都在GE Signa 1.5 T MR扫描机上进行。
MT 3D TOF主要参数是重复时间(TR)48s，回波时间(TE)2.5s，视野(FOV)24cm×18cm，矩阵512×192，激励次数1次，采集方法为4块薄层重叠(4 slab)，总的厚度为90mm,共有100张原始图像。扫描时间10min左右。一般情况下使用。
3D TOF伴有ZIP主要参数是重复时间(TR)33s，回波时间(TE)3s，返转角度20°，视野(FOV)22cm×18cm，矩阵256×192，激励次数0.5次，使用512 ZIP增加分辨率，或使用Slice ZIP缩短扫描时间，总厚度为124mm，显示全脑血管。因扫描时间很短，主要用于急诊病人。
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磁共振三维导航血管成像技术(MR 3D Navigator Vascular Imaging) 属于一种空腔器官表面的重建技术(Surface Rendering Imaging),我们将血管成像的原始扫描图像送至工作站(Advantage windows workstation,GE Medical System)，利用这种特殊的软件进行脑血管的三维空间的重建分析。主要有两种观察方法：
(1)外视镜式血管表面重建(Exoscopic Surface Rendering)选择血管腔外的合适部位设制仿真光源，从而在血管腔外立体地观察动脉瘤的外表形态和结构以及临近血管，进一步确定动脉瘤的部位、大小和周围血管的关系特别是显示动脉瘤的颈部，可以选择不同的观察方向、不同的观察距离、不同的观察角度，并可沿着脑底动脉环进行上下、左右、前后和任意方向实时航行观察。
(2)仿真内窥镜式血管表面重建(Endoscopic Virtual Surface Rendering)又称为仿真血管内窥镜术(Virtual Intravascular Endoscopy,VIE)。使用磁共振内窥镜技术在血管腔内设置仿真光源，选择合适的血管管壁阈值，直视观察血管腔内部结构和动脉瘤的内部结构以及动脉瘤的开口，也可在血管腔内进行实时航行观察。
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(3)操作方法：MR 3D Navigator操作方法是首先将原始扫描图像叠加，产生横断、矢状、冠状和外视镜或内窥镜图像。前三者图像主要用于帮助血管外视镜或内窥镜图像的定位定向。外视镜或内窥镜图像是利用线束算法设置血管管壁阈值，当您选择不同的阈值水平时，出现血管壁外表面或血管壁内腔面的立体图像，然后使用导航技术分别将间隔一定的距离连续产生的管腔内外的图像连接起来，建立三维的“航行图像”，可利用鼠标的移动显示航行图像，结合键盘控制实时航行。每个病人选用的参数不同，主要与原始图像血管信号的强弱，动脉瘤的部位、大小、形态、方向有关，整个操作时间是15min左右。
结 果
(1)MR 3D Navigator最佳显示动脉瘤的确切部位和形态，常规技术因重叠和部分血管信号的流失而显示稍差。MR 3D Navigator对动脉瘤颈部的显示率为90%，VIE以其特殊的软件功能显示动脉瘤内腔结构和动脉瘤开口的详细结构。多平面断层血管重建技术(Multiplanar Tomographic Vascular Imaging,MTVR)显示动脉瘤形态部位大小相似于3D Navigator,但不能显示其内腔结构(表1，2)。
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表1 各种血管成像在显示动脉瘤表现的比较
MR 3D
Navigator
MPVR
原始图像
常规MRA
DSA
颈部
+++
++
±
+
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, http://www.100md.com
开口*
++
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形态
++
++
+
+
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大小
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部位
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+
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与周围血
血的关系
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+++
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-:阴性，±：怀疑，+：显示但不清晰，++:清晰显示，+++：最佳显示，*为血管腔内观察
表2 动脉瘤颈在各种不同技术的显示率(40例) MR 3D Navigator
原始图像
常规MRA
TVR
DSA
90%
, 百拇医药
(36/40)
78%
(31/40)
73%
(29/40)
90%
(36/40)
85%
(34/40)
(2)MR 3D Navigator对小动脉瘤的检出率为94%，高于常规的血管成像后处理技术，但以MTVR对小动脉瘤的检出率为最高。对大动脉瘤和巨大动脉瘤的检出率各技术无明显区别(表3)。
, 百拇医药 表3 动脉瘤在各种重建技术的检出率(40例)
MR 3D
Navigator
原始图像
常规MRA
MTVR
DSA
小动脉瘤
(18例)
94%
(17/18)
89%
, 百拇医药 (16/18)
67%
(12/18)
100%
(18/18)
100%
(18/18)
大动脉瘤
(12例)
100%
(12/12)
100%
(12/12)
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91%
(11/12)
100%
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巨大动脉瘤
(10例)
100%
(10/10)
100%
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(10/10)
100%
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(3)MR 3D Navigator技术因其图像的有立体感，图像逼真和可以随意航行以显示动脉瘤颈部(90%)及与周围血管的关系为最佳。但需要选择非常正确的血管壁阈值和恰当的航行方向和角度，否则图像失真或产生假阳性和假阴性，需要非常熟悉脑血管的解剖和操作经验来解释所产生的图像。原始图像对脑动脉瘤有较高的检出率，但对动脉瘤的形态和与周围血管的关系尤其观察动脉瘤的颈部不如3D Navigator。
(4)DSA诊断动脉瘤很有价值但有创伤性。当血管重叠太多和不能任意方位旋转时，有时很难非常清楚显示动脉瘤颈部，不能同时显示双侧脑血管。
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讨 论
文献报道脑动脉瘤的发生率约为人群的5%～6%，动脉瘤破裂的死亡率为50%。如果及时发现动脉瘤，及时进行手术或介入治疗，对病人的预后大有好处。DSA对脑动脉瘤有高度的正确性，但有损伤性和需要造影剂，当动脉瘤破裂出血血管痉挛时，也有一定的局限性。文献报道MRI加上MRA对脑动脉瘤的检出率是60%～85%[1]，新技术的应用大大改进了MRA的诊断效果，我们将其原理和应用进行讨论。
(1)MR 3D Navigator的原理和操作要点[2-6]
MR 3D Navigator是利用原始扫描的图像资料和特殊软件进行空腔器官的表面重建，产生一系列的图像，并使用导航技术进行飞行，建立三维航行的图像，通过选择不同的血管壁阈值水平，分别得到血管腔内外的不同的表面重建图像即仿真内窥镜和外视镜图像。我们将这种技术应用于脑底动脉环，诊断和分析脑动脉瘤。其原理主要根据线束计算法(Ray-casting algorithm)，设计出几种不同的阈值水平即“黑血”(Black blood)和“白血”(white blood)，选择黑血时，所有的象素(Voxals)如低于阈值(threshold)水平时位于血管腔内，如高于阈值水平将显示血管的外表面即位于血管腔外。选择白血时则相反，高于阈值水平位于血管腔内。每一幅图像相等于通过一个锥形视野观察到的景象，锥形的顶点相当于观察点，锥形的角度即视野的大小可以在15°～60°范围内调正。视野的方向可以在“航行”中不断改变，以适应血管的走形和显示病变的最佳方向。
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根据我们的经验，操作时应注意以下几点：①选择及调整正确的血管管壁阈值，选择合适的颜色和光线的投射，对减少伪影，对显示血管的内部结构和外部形态很重要，如果选择不当会产生人为的假阳性和假阴性现象。②VIE图像质量与原始图像的质量和血管信号的强弱与周围背景的对比有关，如血液信号不均匀可在血管内产生“漂浮物”(floaters)样的伪影，但通过改变阈值可以减少伪影的产生。③掌握导航技术的控制(方向、速度)很重要，否则就不可能在最佳的方位显示动脉瘤。④非常熟悉脑底动脉环的解剖结构及其分支的走向，有一个空间立体概念，非常熟悉和正确进行导航。
(2)MR 3D Navigator对脑动脉瘤的诊断价值和局限性[3-6]
我们的结果表明：MR 3D Navigator产生的图像逼真、清晰、直观，并可多方位、多角度显示动脉瘤与周围血管及载瘤血管的关系和动脉瘤的颈部。显示动脉瘤和载瘤血管的腔内结构，清晰显示动脉瘤的开口和形态学特征。并可以“飞跃”的方式观察血管的内部，尤其动脉瘤颈部的清楚显示给神经外科医生制定手术计划提供了一定的依据。动脉瘤开口的腔内显示给动脉瘤的介入治疗提供了依据。对制订和选择动脉瘤介入治疗计划有一定的指导意义。但当动脉瘤太小时，在MR 3D Navigator很难选择正确的血管壁阈值。如阈值太小，背景重叠太多，阈值太大，血管不连续，动脉瘤信号流失，出现假阴性。
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(3)适应证和目的
根据我们的观察结果，MR 3D Navgator的主要适应证是：①临床怀疑动脉瘤而常规MRA阴性。②常规的MRA疑有动脉瘤但不能肯定。③已经诊断为动脉瘤需进一部观察其形态学特征尤其动脉瘤颈部，为手术治疗和介入治疗提供依据。
结论 我们的结果表明MR 3D Navigator改进了脑血管和脑动脉瘤的显示，大大增加了对脑动脉瘤诊断的可靠性包括动脉瘤的形态、大小、部位和周围结构的关系等。尤其是动脉瘤颈部和动脉瘤开口的显示有足够的证据指导神经外科医生和介入放射科医生制定完备的手术计划和介入治疗计划。MRA结合3D Navigator成像技术是一种很理想的非损伤性血管检查方法。
参考文献
1 Zamani A.MRA of intracranial aneurysms.Chin Neurosci,1997,4(3)∶123-129.
, http://www.100md.com
2 Nagasawa S.,Deguchi J.,Arai M.,et al.Topographic anatomy of paraclinoid cartoid artery aneurysms:usefulness of MR angiographic source images.Neuroradiology,1997,39∶341-343.
3 Dai M.,Au H.,Chiu L.C.,et al.New Advanced MRA Postprocessing techniques in Detection of Small Intracranial Aneurysm and Its Neck.Radiology(Suppl),1997,179-180.
4 Marro B,Galanaud D,Valery CA,et al.Intracranial aneurysm:inner view and neck identification with CT angiography virtuel endoscopy.J Comput Assist Tomography,1997,21(4)∶587-589.
5 Davis CP,Ladd ME,Romanowski BJ,et al.Human Aorta:preliminary Results with Virtual Endoscopy Based on Three-dimensional MR Imaging Data Sets.Radiology,1996,199∶37-40.
6 徐家兴.CT MR新技术.Picker Imaging,1997(1)∶1-2.
(1999-06-15 收稿), 百拇医药