優(yōu)化椎動(dòng)脈造影在基底動(dòng)脈穿支血管顯示中的應(yīng)用研究

陳超 楊凈松 趙衛(wèi) 李星海 李彬

后循環(huán)相關(guān)穿支動(dòng)脈損傷是神經(jīng)介入術(shù)中的嚴(yán)重并發(fā)癥，大腦后動(dòng)脈穿支動(dòng)脈的損傷可能會(huì)引起嚴(yán)重的基底動(dòng)脈尖綜合征甚至死亡[1-3]，腦橋動(dòng)脈的梗死閉塞可能引起腦干綜合征，出現(xiàn)嗆咳等并發(fā)癥。臨床應(yīng)用中穿支動(dòng)脈的顯示情況主要依據(jù)造影來(lái)評(píng)估，然而，目前有關(guān)如何在影像學(xué)上提高后循環(huán)穿支顯示率的相關(guān)研究較少。本研究通過(guò)優(yōu)化椎動(dòng)脈造影等方法，以期更好地顯示穿支動(dòng)脈，為神經(jīng)介入手術(shù)提供指導(dǎo)，防止在術(shù)中損害相關(guān)后循環(huán)穿支動(dòng)脈。

資料與方法

一、一般資料

選擇2017年3月—7月在我院行后循環(huán)造影檢查的患者共80例，排除所有不適合造影的患者，例如：嚴(yán)重心、腎功能不全，甲狀腺功能亢進(jìn)和呼吸衰竭；哮喘、高血壓、嚴(yán)重心臟病；無(wú)需進(jìn)行后循環(huán)造影檢查等。所有患者均簽署知情同意書(shū)，共分為兩組：對(duì)照組40例，男24例，女16例，年齡31～77歲，平均（51.4±10.1）歲，使用常規(guī)造影方法。實(shí)驗(yàn)組40例，男20例，女20例，年齡29～78歲，平均（52.5±10.3）歲，使用優(yōu)化造影方法。兩組的性別構(gòu)成（χ2=0.01）和年齡（t=0.47）差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

二、方法

1.設(shè)備及造影方法：采用荷蘭Philips Allura Xper FD20血管造影機(jī)；造影方法：采用Seldinger穿刺技術(shù)經(jīng)右側(cè)股動(dòng)脈入路，將導(dǎo)管先后插入主動(dòng)脈弓和雙側(cè)椎動(dòng)脈進(jìn)行造影。2D椎動(dòng)脈造影時(shí)，動(dòng)脈期以6幀/s的速率進(jìn)行采集，同時(shí)將采集過(guò)程中的圖像放大至22倍。此外，高壓注射器以流速4 ml/s、流量6 ml注射對(duì)比劑。3D椎動(dòng)脈旋轉(zhuǎn)造影時(shí)，先記錄2D造影時(shí)基底動(dòng)脈穿支動(dòng)脈顯影最明顯時(shí)刻的幀數(shù)，計(jì)算出相應(yīng)時(shí)間，即2D觀察到第N幀時(shí)穿支顯影最明顯，則延遲時(shí)間為0.167N秒。在造影中，一般穿支動(dòng)脈出現(xiàn)最明顯時(shí)候的幀數(shù)為第22～25幀，換算為時(shí)間約為第4秒，故注射延遲時(shí)間為3～4 s，而流速調(diào)整至4 ml/s，總量20～24 ml。同時(shí)，行二次旋轉(zhuǎn)造影，先空轉(zhuǎn)采集蒙片，再二次旋轉(zhuǎn)得到造影像，最終將兩者相減得到圖像。3D旋轉(zhuǎn)造影時(shí)圖像也放大到22倍，C臂造影旋轉(zhuǎn)約5 s，每秒為26幀，共133幀。

2.圖像處理及重建：將兩組3D旋轉(zhuǎn)造影原始圖像傳輸至Philips專用血管造影工作站，運(yùn)用工作站自帶分析軟件功能處理來(lái)自掃描儀的3D旋轉(zhuǎn)DSA圖像，進(jìn)行觀測(cè)、處理與重建，并測(cè)量分析穿支動(dòng)脈的數(shù)目、起源和走行等，不同的后處理技術(shù)得到不同的圖像。后處理技術(shù)包括容積再現(xiàn)（volume rendering technique，VRT）、最大密度投影（maximum intensity projection，MIP）、多平面重組（multi planner reformation，MPR）等，在使用標(biāo)準(zhǔn)的VRT時(shí)，窗寬靈活調(diào)節(jié)在21～24之間，而在使用MPR和MIP時(shí)，通常將層厚控制為0.1 mm和6～10 mm。不同患者盡量在基底動(dòng)脈同一位置，尤其在使用容積再現(xiàn)技術(shù)時(shí)，測(cè)量感興區(qū)ROI大多數(shù)情況下設(shè)為50%，分辨率調(diào)至最高，并再次使用血管減影的模式。在有經(jīng)驗(yàn)的介入科醫(yī)生閱片后確定能否辨認(rèn)穿支動(dòng)脈，并統(tǒng)計(jì)每段穿支動(dòng)脈的數(shù)目。

三、統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 20.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)上述結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。兩組圖像顯示的穿支動(dòng)脈數(shù)采用x±s表示，比較采用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

表1 兩組基底動(dòng)脈和大腦后動(dòng)脈發(fā)出的穿支動(dòng)脈數(shù)量比較（n=40，支，x±s）

結(jié) 果

對(duì)比兩組雙側(cè)大腦后動(dòng)脈P1段、P2段以及基底動(dòng)脈發(fā)出的穿支動(dòng)脈，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)組的穿支動(dòng)脈數(shù)多于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，見(jiàn)表1。采用精確延遲曝光和放大圖像處理，以及多模式后重建對(duì)于雙側(cè)基底動(dòng)脈腦橋穿支動(dòng)脈、大腦后動(dòng)脈P1段、P2段穿支動(dòng)脈，結(jié)果示優(yōu)化造影方法均優(yōu)于傳統(tǒng)造影方法，見(jiàn)圖 1、2。

圖1 典型病例1（女，55歲，蛛網(wǎng)膜下腔出血）采用優(yōu)化椎動(dòng)脈造影后的穿支動(dòng)脈顯示情況

圖2 典型病例2（男，59歲，左側(cè)M1段狹窄）采用優(yōu)化椎動(dòng)脈造影后的穿支動(dòng)脈顯示情況

討 論

基底動(dòng)脈和大腦后動(dòng)脈是后循環(huán)血管疾病的好發(fā)部位，而此處的穿支血管供應(yīng)重要的腦干、中腦區(qū)域和基底神經(jīng)節(jié)以及內(nèi)囊結(jié)構(gòu)，臨床上首選的治療方案為神經(jīng)介入治療，但此處穿支動(dòng)脈的顯微解剖特征以及在影像學(xué)上的相關(guān)文獻(xiàn)描述相對(duì)較少。術(shù)中一旦這些細(xì)小的穿支動(dòng)脈發(fā)生損傷、閉塞會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的并發(fā)癥，所以如何更好的識(shí)別這些穿支動(dòng)脈并給予保護(hù)，是防止患者術(shù)后有無(wú)嚴(yán)重并發(fā)癥的關(guān)鍵。

近年來(lái)，隨著影像學(xué)設(shè)備的發(fā)展，顱內(nèi)細(xì)微的結(jié)構(gòu)能夠被發(fā)現(xiàn)，對(duì)不同成分物質(zhì)的顯示也有各自的優(yōu)勢(shì)[4-5]，例如新技術(shù)椎-基底動(dòng)脈平行解剖磁共振成像（basi-parallelanatomic scanning，BPAS）[6]豐富了無(wú)創(chuàng)檢查對(duì)腦血管疾病的診斷，但是對(duì)于穿支動(dòng)脈這類(lèi)細(xì)小的血管，尤其是小于1 mm的血管及其分支，無(wú)論CT或是MRI，由于技術(shù)的限制通常很難發(fā)現(xiàn)。雖然有報(bào)道稱，用高視野MRI成像能夠發(fā)現(xiàn)類(lèi)似的血管[7]，但效果并不理想。

臨床上全腦血管造影是血管性疾病檢查的金標(biāo)準(zhǔn)，不僅能清晰顯示腦血管的各個(gè)分支及血流方向，而且還能避免血管結(jié)構(gòu)重疊，運(yùn)用后處理技術(shù)，可任意空間角度觀察病變血管情況，并準(zhǔn)確測(cè)量病變血管的直徑，減少對(duì)比劑的用量、手術(shù)時(shí)間以及曝光劑量[8-9]，在顱內(nèi)血管疾病的診斷方面有著不可替代的優(yōu)勢(shì)[10-11]。但對(duì)于顱內(nèi)的穿支血管，即使是DSA，也會(huì)因?yàn)檠芴?xì)，使造影劑無(wú)法充填進(jìn)去以及儀器本身分辨率限制等因素，對(duì)其顯示會(huì)有一定的困難，且因其為有創(chuàng)檢查，也限制了其在臨床上的應(yīng)用[12-15]。

本研究改變傳統(tǒng)的教科書(shū)式椎動(dòng)脈造影方法，即2D造影時(shí)流速3 ml/s，總流量5 ml；3D造影時(shí)流速 3 ml/s，總流量 15 ml，曝光延遲時(shí)間1.5～2.0 s；造影時(shí)忽略患者的導(dǎo)管位置、年齡等因素，導(dǎo)致可能無(wú)法采集到此處穿支動(dòng)脈的充盈圖像。而本實(shí)驗(yàn)在主要椎動(dòng)脈超選擇插管后，2D造影時(shí)改變對(duì)比劑用量，通過(guò)高壓注射器以流速4 ml/s、流量6 ml注射，同時(shí)造影時(shí)放大圖像至22倍，若患者條件不允許，常規(guī)放大至42，術(shù)后在影像歸檔和通信系統(tǒng)（PACS）的終端在進(jìn)行放大。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)后循環(huán)相關(guān)穿支血管數(shù)目比之前造影方法明顯增多，形態(tài)也更清晰。但是2D造影無(wú)法觀測(cè)其穿支血管的走行以及解剖學(xué)特性，所以需要行3D旋轉(zhuǎn)DSA，提供較常規(guī)DSA更豐富的信息，任意角度觀察血管及病變的三維關(guān)系。實(shí)驗(yàn)中常用的后處理有VRT、MPR和MIP。獲得良好的穿支動(dòng)脈重建圖像，需要得到較好的3D旋轉(zhuǎn)DSA，而前提要精確掌握2D造影時(shí)穿支動(dòng)脈充盈最佳的幀數(shù)，以此算好時(shí)間位點(diǎn)。一般常規(guī)2D最佳充盈像在22～25幀左右，設(shè)定采集速率為每秒6幀，故3D旋轉(zhuǎn)DSA時(shí)，時(shí)間延遲造影約為4s，進(jìn)行精確延遲曝光，同時(shí)設(shè)置流速為4ml/s，總量20～24 ml，在此過(guò)程中發(fā)現(xiàn)每根穿支血管比之前充盈更好，同時(shí)造影放大至22倍，增加其顯示的清晰程度。

結(jié)果顯示，與之前的1K圖像1 240×960像素矩陣的血管造影系統(tǒng)相比，最新一代的血管造影系統(tǒng)有著更高的空間分辨率，使用了2K圖像，像素矩陣近500萬(wàn)，3D旋轉(zhuǎn)造影連續(xù)采集可提供更多可靠的血管圖像。而在3D重建中，巧妙運(yùn)用后重建程序，可以觀測(cè)到穿支動(dòng)脈的不同內(nèi)容。容積再現(xiàn)可方便觀測(cè)血管的走行和側(cè)支吻合情況，MPR（層厚為0.1 mm）和MIP（層厚為6～10 mm）可以最大限度地觀測(cè)血管的起源，將一些小血管從疊加中顯示出來(lái)。

本實(shí)驗(yàn)中新的造影方法，造影時(shí)需將圖像放大，因此無(wú)法顯示遠(yuǎn)端分支及部分椎動(dòng)脈，故應(yīng)根據(jù)具體情況，決定是否行精確延遲放大曝光觀察其穿支動(dòng)脈；通過(guò)觀察發(fā)現(xiàn)，3D旋轉(zhuǎn)DSA是連續(xù)曝光后整合的動(dòng)態(tài)圖像，單獨(dú)停在某幀時(shí)對(duì)于小的穿支血管觀察不滿意；重建時(shí)有時(shí)仍存在血管重疊等限制，導(dǎo)致細(xì)小穿支動(dòng)脈被默認(rèn)為軟組織而被減除。

國(guó)外曾有報(bào)道，通過(guò)使用西門(mén)子血管造影機(jī)，在采集過(guò)程中運(yùn)用Dyna CT，原始數(shù)據(jù)至少達(dá)300幅圖像以上，圖像細(xì)節(jié)的顯示更加細(xì)膩，而且分辨率相對(duì)更好，能更充分的顯示穿支動(dòng)脈[16-17]。而針對(duì)Philips Allura Xper FD20血管造影機(jī)，有類(lèi)似VASO CT，在此實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上可以得到更完美的圖像。但因目前本院使用的3D旋轉(zhuǎn)DSA還未裝此款軟件，所以無(wú)法達(dá)到更好的效果。

綜上所述，本研究采用精確延遲放大曝光技術(shù)，在現(xiàn)有條件下可以更好地顯示基底動(dòng)脈腦橋穿支動(dòng)脈及大腦后動(dòng)脈穿支動(dòng)脈，并運(yùn)用多種重建，其效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)造影方法對(duì)于穿支動(dòng)脈的顯示，更清晰觀察穿支動(dòng)脈發(fā)出的走形、與周?chē)艿年P(guān)系。

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