腦血管三維重建技術(3D)在腦血管造影中的實際應用

劉豫暉 周東海 許艷珍 薛新疆 田煜

腦血管數字減影血管造影術在腦血管疾病的診斷中作為最直接、可靠的檢查方法廣泛應用于臨床工作中，被認為是血管疾病診斷的“金標準”。腦血管數字減影術克服了常規DSA造影中病變血管（靶血管）與周圍血管及組織的影像重疊，同時使用旋轉式數字減影血管造影術進行三維采集方法進行影像資料的獲得。3D-DSA技術是建立在球管旋轉技術、二維數字減影血管造影術和三維重建技術三者結合基礎之上，3D-DSA比常規DSA提供更加豐富、直接、立體的影像資料，尤其對腦動脈瘤診斷，對瘤頸及載瘤動脈關系的顯示和小動脈瘤的確診。3D技術減少了額外DSA造影次數及造影劑用量，節省了檢查時間，提高了診治的安全性。3D采集是C型臂圍繞患者進行200度旋轉，DSA系統同時進行影像的采集，采集后的圖像數據傳輸給工作站，通過3D軟件實現三維重建。

1 材料和方法

1.1 一般資料：選取2008年7月～2010年2月期間共28例腦血管造影中做RDSA病例，臨床診斷為蛛網膜下腔出血、腦動脈瘤，其中男性19例，女性9例，年齡30-71歲，血管造影機為GE公司的INNOVA 2100IQ平板數字化血管造影機，高壓注射器為MARKV PROVIS，圖像后處理工作站使用的是GE公司的ADW 4.3，圖像采集及處理使用的是DICOM格式，造影劑為30g/I碘帕醇100m l注射液。

1.2 影像學方法：采用Seld inger技術常規行右側股動脈穿刺，選擇雙側頸內動脈及椎動脈插管，對患者行常規正側位數字減影血管造影，對懷疑腦內動脈瘤患者行RDSA檢查，RDSA的檢查方法：首先選擇3D模式，通過常規造影顯示病變部位的位置及大小，選擇合適的視野范圍12～15cm。再行正側位透視，將DSA造影中發現的病變血管（靶血管）置于顯示器中央，按下TEST鍵檢測，檢測完畢后，設置高壓注射器，使它與血管造影機保持聯動。高壓注射器注射劑量20m l，注射速度4m l/s，注射壓力250-300PSI，旋轉速度40ο/s，旋轉角度為200度，影像采集幀數30fp/s，采用射線延遲，具體時間根據造影劑從注射到所需血管顯影的時間來設定，然后開始進行影像資料的采集。

1.3 圖像后處理：當RDSA采集影像結束后，影像數據將自動傳輸到ADW 4.3工作站，通過表面陰影重建法對影像進行三維重建。

2 結果：

本組28例病例全部行雙側頸內動脈及椎動脈常規造影及RDSA檢查，常規DSA圖像質量清晰，而行RDSA檢查其中24例三維圖像質量清晰（如圖1、圖2），3例模糊，1例失敗。

3 討論

三維重建圖像質量優劣直接取決于RDSA影像資料采集質量，因此我們可以說RDSA影像采集決定了三維重建成敗關鍵，現將RDSA影像采集中幾個主要因素展開分析。

3.1 造影劑：造影劑對影像質量優劣取決于其濃度、劑量和流速，影像質量與造影劑濃度成正比，本組使用的碘帕醇濃度較高，粘性大，在使用過程中采用高壓注射器加熱系統對造影劑加熱，減低粘性，保證注射時造影劑快速到達靶血管，在不降低濃度、減少患者不舒適情況下，使靶血管在影像采集全過程充分顯影。

3.2 高壓注射器設定：由于INNOVA 2100IQRDSA采集時為40ο/s旋轉200ο，采集幀數為30fp/s，時間為5秒，共采集圖像147幅，行RDSA采集時，必須保證靶血管在采集全過程充盈良好，（1）造影劑流速必須與檢查部位血液流速保持一致，不能太低，以免造影劑被過多稀釋，造成顯影不充分；（2）造影劑用量必須保證造影全過程顯影，以免造成采集影像資料缺失。1例失敗病例就是考慮患者不能耐受（造影劑流速3m l/s、劑量16m l、壓力250PSI），造成采集影像質量不清晰，因此不能成功實現三維重建。在使用過程中，根據患者的年齡、身體狀況、靶血管性質等不同，將造影劑流速、劑量及注射壓力分別設定為4m l/s、20m l、250-300PSI，以滿足造影需要，達到三維重建的目的，同時避免靶血管因壓力過大而破裂的情況發生。

3.3 射線延遲時間的設定：射線延遲時間滯后于造影劑注射時間，這是因為導管距離靶血管還有一定的距離，我們在行常規DSA對靶血管造影時，使用時間標尺準確推算出造影劑到達靶血管顯影時間，從而在行RDSA檢查時，將射線延遲時間加以設定，保證影像采集全過程顯影，保證采集圖像質量。

3.4 視野（FOV）設定：對于常規DSA已顯示靶血管，在行RDSA影像采集時，以靶血管為中心進行定位，根據病變部位選擇視野范圍為12cm-15cm，將靶血管影像局部放大，在影像采集時使靶血管顯影更加充分，采集圖像資料中，使動脈瘤、瘤頸與載瘤動脈關系顯示更加清晰，同時減少了周圍小血管（動脈）影像對靶血管圖像干擾（如圖3、圖4）。

3.5 患者因素：在行RDSA圖像采集時，對于意識清醒，能予配合的患者要做好檢查前訓練（包括屏氣、閉眼等）使檢查患者在造影過程中保持不動，以免采集圖像質量失敗，同時也要避免圖像采集過程中C型臂旋轉傷及病人，也造成圖像采集的失敗；對于意識模糊、煩躁不安的患者可安裝頭架進行固定保持相對固定，同時給予鎮靜藥安定肌肉注射，使患者在圖像采集時保持靜止，提高3D采集的成功率。

綜上所述，全腦血管造影中三維重建技術中影像質量優劣，取決于3D影像采集前將將各種主要因素合理有效利用，為三維重建影像資料提供基礎，從而為臨床診斷、治療提供扎實可靠的依據。

[1]楊仁杰，李文華：急診介入診療學 第一版[M]北京：科學出版社2008.17

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[3]李江濤、王朝華等：旋轉DSA及三維重建技術在顱內動脈瘤診斷中的應用價值[J].實用放射學2008. 24（2）：145-147