三維DSA的臨床應(yīng)用進(jìn)展

[摘要] 三維DSA（3D-DSA）是隨著計(jì)算機(jī)圖像重建技術(shù)的不斷進(jìn)步、在旋轉(zhuǎn)DSA基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新技術(shù)。因其高質(zhì)量的3D圖像、多角度的重建、“一站式”（在DSA機(jī)同一工作床上能提供攝影、透視、DSA 及類CT 成像）的優(yōu)點(diǎn)，在臨床診斷和血管性及非血管性介入治療的應(yīng)用越來越廣。本文介紹3D-DSA的臨床應(yīng)用進(jìn)展。

[關(guān)鍵詞] 血管造影術(shù)； 數(shù)字減影；三維

[中圖分類號] R816 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1673-9701（2013）17-0017-03

數(shù)字減影血管造影（DSA）是臨床多學(xué)科廣泛應(yīng)用的影像技術(shù)，對多種疾病的確診和介入性治療起著無法替代的作用。臨床診療微創(chuàng)化、精細(xì)化、高效化的趨勢對DSA技術(shù)不斷提出更高的要求，而DSA技術(shù)的發(fā)展也推動著臨床診療水平的提升。三維DSA（3D-DSA）是隨著計(jì)算機(jī)圖像重建技術(shù)的不斷進(jìn)步、在旋轉(zhuǎn)DSA基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新技術(shù)。因其高質(zhì)量的3D圖像、多角度的重建、“一站式”（在DSA機(jī)同一工作床上能提供攝影、透視、DSA 及類CT 成像）的優(yōu)點(diǎn)，在臨床診斷和血管性及非血管性介入治療的應(yīng)用越來越廣[1-3]。

1 3D-DSA的定義和原理

近10余年來，各大DSA廠家紛紛研制開發(fā)擁有3D-DSA及類CT重建功能的平板探測器DSA 系統(tǒng)，如：Dyna CT、InnovaCT、Xper CT 等。因該技術(shù)類似于螺旋CT的3D重建，文獻(xiàn)也稱之為C 臂CT、錐束容積CT、C 臂平板探測器CT、血管造影CT等[4-6]。其原理都是計(jì)算機(jī)3D重建成像在DSA 旋轉(zhuǎn)技術(shù)基礎(chǔ)上的應(yīng)用。它利用平板探測器的采集C 臂的旋轉(zhuǎn)得到的信息，通過計(jì)算機(jī)重組，既能獲得三維血管影像，也能獲得軟組織、骨骼CT 影像。3D-DSA和螺旋CT 的成像方式類似，不同之處在于，普通CT 的二維平行束或扇形束掃描，3D-DSA技術(shù)是用三維錐形束X 線掃描；普通CT是點(diǎn)狀或線狀探測器采集，3D-DSA技術(shù)是采用面陣探測器[7]。以西門子Artis Zeego DSA 機(jī)為例，DSA旋轉(zhuǎn)掃描可覆蓋的空間范圍為22.5 cm×22.5 cm×18.5 cm，平板探測器大小為30 cm×40 cm。掃描時間可為20 s、10 s或5 s；C 臂系統(tǒng)以30 或60 幀/s 的速度采集圖像，單次最大可旋轉(zhuǎn)305°，旋轉(zhuǎn)掃描獲得的容積數(shù)據(jù)經(jīng)工作站重建得到0.4 mm 各向同性的三維容積圖像，除了可以獲得橫斷面、矢狀面、冠狀面等多平面重建（MPR）影像外，還可進(jìn)行容積再現(xiàn)（VR）、遮蔽表面顯示（SSD）、最大密度投影（MIP）、虛擬內(nèi)窺鏡、模擬機(jī)架位、鈣化斑成像、透明血管成像等功能等后處理技術(shù)[8]。

2 3D-DSA的臨床應(yīng)用

2.1 在腦血管介入治療中的應(yīng)用

由于腦血管介入治療的精細(xì)化要求，3D-DSA在該領(lǐng)域應(yīng)用最早、最廣泛[9-12]。2D-DSA因血管返折或重疊等因素不易對腦動脈瘤及周圍結(jié)構(gòu)作出準(zhǔn)確判斷，易導(dǎo)致腦血管痙攣、術(shù)中破裂出血、意外栓塞、血栓形成等并發(fā)癥。3D-DSA通過MPR技術(shù)，有效避免了鄰近血管掩蓋或重疊，對動脈瘤體、瘤頸、載瘤動脈及與周圍血管的關(guān)系清晰顯露，可準(zhǔn)確測量動脈瘤的頸、體大小，動脈瘤診斷的陽性率和準(zhǔn)確率明顯提高。李偉等[13]研究了40例疑似顱內(nèi)動脈瘤患者，行雙側(cè)頸內(nèi)、外動脈和雙側(cè)椎動脈正、側(cè)位2D-DSA，進(jìn)一步對感興趣血管行3D-DSA，通過容積再現(xiàn)（VR）進(jìn)行顱內(nèi)血管重建。結(jié)果3D-DSA對腦動脈瘤的靈敏度（100%）和特異度（100%）均高于2D-DSA（78.9%，85.2%）。在頸動脈狹窄的介入治療過程中，3D-DSA與2D-DSA正側(cè)位及斜位相比能夠更為清晰地顯示狹窄血管病變的真實(shí)情況，有助于制定手術(shù)方案及對病變部位栓子脫落危險(xiǎn)性的評估。3D-DSA通過任意角度旋轉(zhuǎn)三維重建圖像， 使得頸內(nèi)動脈起始段的狹窄病變清晰顯示，而2D-DSA圖像不易做到這一點(diǎn)。利用3D-DSA對頸動脈狹窄最佳圖像的計(jì)算和測量，可以指導(dǎo)介入醫(yī)生選擇過濾保護(hù)傘、擴(kuò)張球囊、支架等材料的種類、型號。頸動脈狹窄血管內(nèi)成形術(shù)操作完成后，應(yīng)用3D-DSA可以來評價(jià)介入治療效果[14]。顱內(nèi)出血是神經(jīng)介入治療中的一種嚴(yán)重并發(fā)癥，2D-DSA不易發(fā)現(xiàn)血管內(nèi)介入治療術(shù)中的出血。利用3D-DSA的斷層重建，僅需數(shù)分鐘就可得到斷層的掃描影像，迅速做出診斷。盡管3D-DSA的密度分辨率不如CT，但足以顯示顱內(nèi)出血。Heran等[15]報(bào)道3D-DSA在腦動脈瘤介入治療中可發(fā)現(xiàn)蛛網(wǎng)膜下腔出血、腦實(shí)質(zhì)內(nèi)急性出血、硬膜下血腫， 并能準(zhǔn)確地確定出血范圍。3D-DSA的“一站式”優(yōu)點(diǎn)既保證了手術(shù)的安全又為并發(fā)癥治療爭取了時間，得到臨床醫(yī)師的青睞。

2.2 在外周血管介入治療中的應(yīng)用

3D-DSA可以獲得主動脈在各個位置各層面的MPR成像[16]。可以同時從三個軸位及各種角度觀察顯示撕裂口、內(nèi)膜剝離情況及剝離內(nèi)膜的走行，夾層是否累及分支血管，旋轉(zhuǎn)夾層至最佳觀察位置。在介入治療時可以直接調(diào)用旋轉(zhuǎn)DSA 采集圖像進(jìn)行參考、對比；同時工作站可以將機(jī)架自動調(diào)整到該投影角度，將當(dāng)前實(shí)時顯示的最佳觀察角度回傳至血管造影機(jī)，有助于提高介入治療成功率。特別是在投照體位未與X 線方向呈切線位時3D-DSA只需要一次采集就能在 305°的范圍內(nèi)使內(nèi)膜破裂口、內(nèi)膜片和假腔暴露在切線位上，從而減少對比劑不良反應(yīng)的發(fā)生率，縮短檢查時間[17，18]。在動脈閉塞性疾病的腔內(nèi)成形術(shù)中，手術(shù)失敗的最常見原因是導(dǎo)管導(dǎo)絲進(jìn)入假腔，解決這一難題的方法雖然目前有內(nèi)膜下成形術(shù)，但仍有20% 的患者因?qū)Ч軐?dǎo)絲不能回到真腔而治療失敗[19]。因此，在下肢動脈疾病的介入治療中，判斷導(dǎo)管導(dǎo)絲在血管管腔中的位置對手術(shù)的成功起著決定性的作用。3D-DSA及血管仿真內(nèi)窺鏡技術(shù)可以清楚地觀察到血管的連續(xù)性情況，還能從腔內(nèi)觀察血管的形態(tài)，判斷管腔內(nèi)是否有狹窄、管腔的形態(tài)是否正常及吻合口是否嚴(yán)密，可以幫助明確外科手術(shù)后缺血及出血等并發(fā)癥出現(xiàn)的原因。3D-DSA能顯示在血管內(nèi)支架植入術(shù)中血管內(nèi)支架張開后支架網(wǎng)眼張開情況、貼壁及有無內(nèi)瘺發(fā)生，更利于即刻采取有效措施進(jìn)行檢查補(bǔ)救，減少并發(fā)癥[20]。

2.3 在腫瘤栓塞治療中的應(yīng)用

3D-DSA 可從任意角度觀察血管及腫瘤的三維立體空間關(guān)系和相應(yīng)的管腔內(nèi)情況；同時可精確測量病變的直徑、長度、截面積和體積等，為臨床治療提供更有益的資料。在頭頸部腫瘤介入治療上，3D-DSA不僅能清晰地顯示腫瘤的供血動脈還便于估算每支供血動脈應(yīng)注入的栓塞劑的劑量。Kakeda 等[21]對30 例頭頸部腫瘤的病人（共43 條供血動脈）行3D-DSA檢查， 術(shù)后CT復(fù)查，腫瘤栓塞完全者25例（80.3%），比較完全者5例（19.7%）。再次TACE 的時限2～12個月，平均3.5個月。3個月至1年的隨訪，完全緩解18例，部分緩解6例，穩(wěn)定3例，進(jìn)展2例，死亡1例。其顯示的范圍和清晰度優(yōu)于2D-DSA。Meyer 等[22]利用3D-DSA對5 例腹部腫瘤（腎癌、肝癌、脂肪肉瘤等）病人行化療栓塞術(shù)，TACE 術(shù)后即刻行3D-DSA，認(rèn)為在3D-DSA下，能夠?qū)崿F(xiàn)真正意義上的超選擇栓塞；可以精確栓塞腫瘤病灶，最大限度地保護(hù)正常肝組織；延長了再次介入治療的時間間隔，減少了治療次數(shù)；提高了患者的生存質(zhì)量，降低了治療費(fèi)用。經(jīng)皮穿刺子宮動脈栓塞術(shù)目前已廣泛用于婦科良、惡性腫瘤以及大出血等疾病的介入治療，但由于子宮動脈開口隱匿、多變，常規(guī)DSA 難以顯示其全貌。呂維富等[23]對42 例（84 側(cè)）成年女性子宮動脈進(jìn)行前瞻性206°旋轉(zhuǎn)DSA 檢查，結(jié)果所有84 側(cè)子宮動脈開口均能在3D-DSA上清晰顯示，選用對側(cè)斜位25°～35°投照更有助于子宮動脈的顯示和超選擇性插管。

2.4 在非血管內(nèi)介入治療中的應(yīng)用

李臻等[24]報(bào)道以31 例患者（涵蓋了肝細(xì)胞癌射頻消融術(shù) 、盆腔膿腫、肝膿腫穿刺引流術(shù)、肝癌經(jīng)皮穿刺乙醇消融術(shù)、腎囊腫、肝囊腫穿刺乙醇硬化術(shù)、胰腺假性囊腫穿刺置管引流術(shù)、病理活檢術(shù)）為研究對象，在3D-DSA引導(dǎo)下行經(jīng)皮穿刺活檢術(shù)或經(jīng)皮穿刺介入治療，觀察分析并發(fā)癥及活檢陽性率。行經(jīng)皮穿刺介入治療， 所有患者術(shù)程順利，術(shù)中無技術(shù)相關(guān)并發(fā)癥發(fā)生。 活檢病例中 1 例肺活檢為假陰性，17 例獲陽性結(jié)果，總陽性率為 94.4%。3D-DSA 引導(dǎo)下靶向穿刺技術(shù)實(shí)現(xiàn)了 CT 和 X 線透視優(yōu)勢互補(bǔ)，實(shí)時透視顯示路徑圖指導(dǎo)穿刺、治療；不僅優(yōu)化了介入工作流程、節(jié)省手術(shù)時間，而且穿刺成功率較高，技術(shù)安全，值得推廣應(yīng)用。在經(jīng)皮椎體成形術(shù)中，Tam AL[25]利用 3D-DSA對10例椎體腫瘤患者行三維重建制定椎體成形術(shù)方案，骨水泥的分布在術(shù)中和術(shù)后可從橫斷面、矢狀面、冠狀面三維觀察，可以診斷椎體后緣的硬膜外、椎旁、椎體前緣、椎間孔滲漏，圖象質(zhì)量明顯優(yōu)于X線正側(cè)位，有利于術(shù)者判斷注射骨水泥的限度，降低滲漏率的發(fā)生。

3 總結(jié)與展望

3D-DSA以其高質(zhì)量的3D圖像、多角度的重建、“一站式”的優(yōu)點(diǎn)在臨床上尤其是介入診療領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用。3D-DSA不僅適用于常見的腦血管、周圍血管、腫瘤介入治療領(lǐng)域，而且已經(jīng)逐漸應(yīng)用非血管性介入如穿刺活檢、消融、椎體成形等治療之中。3D-DSA豐富的重建方法，使腦動脈瘤診斷的陽性率和準(zhǔn)確率明顯提高，空間結(jié)構(gòu)和毗鄰關(guān)系顯露更加清晰。頸動脈和外周動脈狹窄的顯示更加直觀，治療更加精細(xì)和安全。3D-DSA可精確測量腫瘤性病變的直徑、長度、截面積和體積，防止病變血管的遺漏，實(shí)現(xiàn)真正意義上的超選擇栓塞。3D-DSA 引導(dǎo)下靶向穿刺技術(shù)實(shí)現(xiàn)了 CT 和 X 線透視優(yōu)勢互補(bǔ)，實(shí)時透視顯示路徑圖指導(dǎo)穿刺、治療，不僅優(yōu)化了介入工作流程、節(jié)省手術(shù)時間，而且穿刺成功率較高、技術(shù)安全。雖然目前3D-DSA密度分別率已達(dá)5 Hu，但仍低于MSCT 的密度分辨率3 Hu，圖像質(zhì)量也與MSCT 有相當(dāng)?shù)牟罹啵恍D(zhuǎn)采集雖已縮短至5 s，但與64 層螺旋CT 采集同樣范圍的0.06 s相去甚遠(yuǎn)。當(dāng)然，3D-DSA的目的不是取代MSCT， 而是在介入治療時滿足臨床需要、適當(dāng)對比度的三維CT 影像。隨著平板探測器技術(shù)、三維重建算法的發(fā)展及臨床認(rèn)知度的提高，3D-DSA臨床應(yīng)用的范圍及價(jià)值將越來越廣，使廣大介入放射工作者及患者受益。

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（收稿日期：2013-04-07）