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【摘要】 目的 探讨双能量CT数字减影血管造影(CTDSA)技术的方法。方法 随机选择20例做颅底颈部脑血管CTDSA病例,通过扫描前训练、缩短扫描时间以减少患者运动,取得增强前后位置一致的横断图像。采用CT机自带的软件进行图像减影处理。采用减影后的图像进行三维后处理。结果 20例患者头颈部血管减影成功,取得了良好的血管减影图像。结论 科学的CTDSA检查技术可获得良好的在头颈部血管性病变的减影图像。
【关键词】 血管造影术;体层摄影术,X线计算机;图像,后处理方法
数字减影血管造影(digital subtraction angiography,DSA)在脑血管检查中一直被视为“金标准”,因其费用较高、具有创伤性而不能进行大规模普查与筛查。随着螺旋CT、尤其是多层螺旋CT(multislicehelical CT,MSCT)硬软件技术的迅速发展,
CT血管成像(CT angiography,CTA)得到了广泛研究与应用。虽然有关脑血管CTA的研究文献报道较多,但由于普通的脑血管CTA存在不可避免的不足与缺陷,操作费时费力且图像质量不良,因此在临床实际工作中的应用非常困难(图1)。头颈部血管数字减影CT血管成像(digital subtraction CT angiography,DSCTA)是近年来将DSA原理应用到脑血管CTA中而开发出的CTA新技术,要获得良好的头颈部血管减影图像需对其检查过程进行优化,故笔者对20例准备行头颈部血管数字减影CT血管成像病例的检查过程做了改进,以期获得良好的CT血管减影图像,现报告如下。
1 资料与方法
1.1 一般资料 本组患者共20例,女8例,男12例,平均年龄64.6岁。12例怀疑颅内动脉瘤(intracranial aneurysm,ICA)致动眼神经压迫症状就诊;5例为超声疑颈部血管斑块,需进一步明确斑块位置,3例有基底动脉供血不足。
1.2 仪器 采用西门子公司SOMATOM Sensation 16螺旋CT系统。准直层厚0.75 mm。所有病例在头颈部CT平扫的基础上,增强扫描经高压注射器在右前臂静脉内注入对比剂碘帕醇(370 mg I/ml)100 ml,流率3.5 ml/s。成人总量在 80~100 ml。采用颈部团注追踪触发扫描技术,扫描层面选择在C4~5椎体水平,先修改设置预扫层面的毫安和千伏值,改变FOV为150 mm;得到监测层面后选择右侧颈动脉鞘靠内前方的右颈总动脉作为靶血管进行监测,注射造影剂后监测,当右侧颈总动脉CT值达到80 HU延迟4 s自动触发CT进行动脉期扫描,扫描范围从C7至颅顶。所得图像资料在CT机上薄层重建为0.75~1.0 mm层厚,重叠重建约30%~40%,重建函数FC10。图像后处理原始数据传送至工作站Wizard(软件版本VB10B)行图像重建处理。
1.3 图像后处理方法 先利用减影软件对增强扫描前后薄层图像进行减影处理(图2),再将所得到的减影图像进行多种方法血管成像。常规使用多平面重建(MPR)、最大密度投影(MIP)、三维重建(3D)及容积再现(VR),个别使用曲面重建(CPR)(图3、图4)。再结合动脉期的横断图像和三维图像对病变进行定位。
1.4 观察内容 头颈部血管整体情况,血管起源发育、走行、分布、血管充盈情况及有无扩张或狭窄、斑块形成等。
2 结果
20例患者均顺利完成扫描检查,由于采用造影剂自动跟踪触发扫描技术来控制延迟时间,血管内的对比剂强化效果满意,增强前后图像位置固定,能达到血管重建和减影要求,通过减影后图像重建的双侧颈总动脉及其颈内外动脉、椎动脉均显示清晰,能满足诊断的要求。
3 讨论
3.1 DSA DSA被公认为评估颈动脉和脑动脉狭窄的金标准,但这种方法有创、价格贵。MRA血流成像由于设备普及受限,且血管成像影响因素较多,在血管狭窄程度的定量判定上误差较大。MSCTA有良好的空间分辨率,CTDSA一次性注药,颈内动脉、椎动脉同时成像,可旋转角度以减少观察盲区。联合应用CPR、VR、MIP等多种后处理技术,避免血管重叠的干扰,可明确血管三维空间位置关系并获得更精确和有效的诊断信息,弥补部分不足。国内学者报道[1,2]:单层螺旋CT血管造影(SCTA)对脑动脉瘤的诊断符合率约95%,多层螺旋CT血管造影(MSCTA)诊断符合率达100%,能检出约1.7 mm动脉瘤,MSCTA结果与DSA无显著差异。近年来,有文献报道,主张用MSCTA取代或部分取代DSA诊断颅内血管病变。但无论是MIP或VR重建的CTA图像,如需达到MRA或DSA单独显示血管的效果,需要进行复杂的图像编辑功能,尤其是需要将颅底的骨组织及椎动脉周围的骨性结构一一去除,费时费力,而且往往不能达到理想的效果,因此CTA的图像在此方面难以与MRA和DSA媲美(图1)。本研究采用双能量CT数字减影血管造影(CTDSA)技术,将增强前后的图像相减,其原理类似DSA,以去除骨性结构对血管的显示,尤其是颅底及颈椎对颅内动脉及椎动脉的影响,可达到与MRA、DSA相似的效果,20例中16例获得优良的图像质量,效果与MRA相似,成功率达80%。通过减影后血管能单独显示,但由于骨性结构的影像被消除,血管与周围结构的解剖关系不易明确。此时,可通过CT的优势,在未减影的CTA图像上回顾性有针对性地重建,显示目标血管与周围结构的关系,进行多角度多方位的观察,为手术设计提供参考,弥补类似MRA及DSA单纯显示血管的不足。
3.2 双能量CT数字减影血管造影(CTDSA)技术成像方法原理及技术探讨
3.2.1 原理 由于不同原子量的物质对入射X线的衰减方式不同,高密度物质以光电吸收效应为主,低密度物质以康普顿散射效应为主。通过对穿透人体不同组织,经不同强度的光电吸收和康普顿—吴有训效应衰减后的X线信号进行分离采集处理,从而选择性消除骨或软组织成分得出所谓组织特性即单纯软组织或骨的图像。
3.2.2 时相选择 恰当的扫描时相是MSCTA成像的关键因素,与以往靠经验估算和小剂量预测值相比,采用颈部团注追踪触发扫描技术,不仅减少了对比剂用量,而且能更加准确。其技术要点是选择好目标血管感兴趣区(ROI),我们在实践中发现选择C4~5水平面,因颈总动脉尚未分支血管断面大,该平面血管结构相对简单,在右侧颈动脉鞘内靠前内侧的管径相对较小、较圆的为右侧颈总动脉,同时缩小扫描视野,可得到更大的解剖图像,另外在扫描监测图像时,适当增加毫安量,可取得良好的解剖图像,血管结构容易辨认,监测右颈内动脉更容易,可取得良好的监测效果。在开始注射对比剂时,手动打开监测程序,CT机在起始层面用低剂量监测ROI血管的CT值变化,监测并提供实时的同层横断面图像,一般为间隔1 s一幅图像,触发阈值设为80 HU,达到此阈值之上启动扫描程序。由于追踪触发扫描采用实测CT值为触发阈值,所以可以较小的剂量满足较大范围的扫描,本研究的对比剂用量一般为80~100 ml,较以往150 ml用量减少。而16层螺旋CT在进行头颈部扫描时,扫描速度及覆盖范围已不是制约的主要因素,一般颈部扫描的取样框都较大,将头颈部进行联合扫描可以获得更多的诊断信息。扫描时需选择薄层连续扫描,使用0.75 mm的准直,重建图像0.75 mm,无间距重建,以保证图像血管轮廓圆滑、连续完整。由于软件进行的是图像的直接减影运算,因此平扫及增强扫描时,扫描野(FOV)的范围及大小位置以及中心位置(Center X,Y)必须完全重合,方能保证图像减影完全。另一方面患者在扫描前,应固定好头部,定位后即应连接好高压注射器,并嘱患者应保持头颅固定不要做吞咽动作;让患者有充分的心理准备,应在注射对比剂前告诉患者注射后人体可能出现的发热反应,以免在造影过程中患者因身体的不适感而移动,造成增强后图像的位置偏移而影响减影效果。在本研究中大部分病例均取得成功,少部分减影效果未能达到优良,主要原因在于增强时患者轻微移动产生的运动伪影。
3.3 CTDSA的局限 CTDSA在头颈部血管病变检查中也存在不足与局限。DSCTA属于放射性检查方法,对患者有一定剂量的辐射。由于ICA患者常以蛛网膜下腔出血就诊,患者烦躁不安、无法配合情况常见,致使CTDSA在扫描时严格制动的要求难以实现,而只能进行普通CTA扫描。CTDSA严格的扫描准备及严密的扫描计划对操作者技术要求较高,并且MSCT在基层医院安装相对较少,所以CTDSA普及程度较低。此外,同DSA相比,CTDSA不能进行治疗是其最大的不足所在。
总之,16层螺旋CT颅底颈血管CTDSA成像,一次注药可获得颈动脉、椎动脉两组血管成像[3,4],血管后处理软件把增强前后的图像同层相减,可获得血管的减影图像,不仅能对病变进行良好的空间定位,而且避免了邻近骨质的干扰,从而获得满意的头颈部血管成像。颅底Willis环结构和椎动脉结构,尤其是动脉系统的成像,对于脑血管病及颈部血管病变的诊断是非常重要的,可为临床工作带来了巨大的帮助。CTDSA也是脑血管病变检查、普查与筛查的首选无创性检查方法,值得临床推广应用。但DSA在图像质量、判断血流方向和供血等方面,其他检查手段仍无法与之媲美,仍然是诊断血管性疾病的“金标准”。
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4 朱玉森,李松柏,韩敏,等.多层面螺旋CT三维血管造影诊断脑动脉瘤临床价值的初步探讨.中华放射学杂志,2001,35(10):755-758.
作者单位:四川遂宁,遂宁市人民医院CT室