基于256CT影像數據的冠脈血管三維實體模型重建

摘要：目的：討論應用基于256CT影像數據的冠脈血管三維實體模型重建技術對于冠脈血管疾病的診斷與治療的作用。方法：選取本院心內科2017年1月至2017年10月收治的心臟冠脈血管疾病患者45例作為研究對象，選取同期入院的無心血管疾病患者45例作為健康組，使用星云工作平臺對256CT的圖像結果進行三維重建，評價重建后的診斷符合率。結果：根據三維圖像判定的結果，對于45名病人判定的正確率為100%，而對于健康人，其中3人被錯誤的判定為冠心病患者，正確率為93.3%，兩組正確率的差異具有統計學意義。結論：應用基于256iCT的心臟冠脈血管三維重建技術，對于冠脈血管狀態的重現性好，并且更加直觀，根據三維重建結果對于疾病判定的靈敏度與特異度均較高，提示此技術的優越性，對于其進一步的應用仍然值得探索。

關鍵詞：影像數據;三維重建;冠脈血管

心臟冠脈血管為心臟的營養血管，其血管分布繁雜并且在個體之間走行多變，而臨床對于冠脈血管病變的診治一直為技術性非常強的工作，并且對于冠脈血管畸形的患者，其病變往往十分細小，診斷更加困難，而數字三維成像技術為心臟冠脈血管疾病的影像診治帶來了新的思路，本研究討論了應用基于256CT影像數據的冠脈血管三維實體模型重建技術對于冠脈血管疾病的診斷與治療的作用，為技術的發展以及冠脈血管疾病的診治提供了思路。

1.材料與方法

1.1研究對象的選取

選取本院心內科2017年1月至2017年10月收治的心臟冠脈血管疾病患者45例作為研究對象，選取同期入院的無心血管疾病患者45例作為健康組。納入標注為

1. 既往無嚴重的心瓣膜病，無惡性心律失常者;
2. 病人病情能夠耐受CT診斷，對于碘海醇無過敏者;
3. 自愿參與本次研究，并且簽署了知情同意書的患者。

1.2 方法

所有患者均由護理人員輔助使用飛利浦256Ict進行心臟掃描，掃描前囑患者保持心情平靜，并且由護理人員教授患者在掃描之中進行屏氣，待患者心率穩定于55到70次每分時進行掃描，靜脈輸入碘海醇作為造影劑。所得DICOM圖像導入星云工作站，進行圖像三維重建。DICOM含有豐富的細節信息，對冠脈血管的走行以及微血管的刻畫十分清晰。導入圖像之后，應用星云工作臺濾除非冠脈血管結構的組織部分，將填充造影劑與冠脈血管組織通過調整圖像閾值的方法進行不同顏色的標注。而根據不同顏色進行分割以后的圖像灰度值與背景結構的灰度差異較大，因此對于復雜的血管走行顯示較好。在標記完成以后，對于由于造影劑分布不均造成的顯示不清進行重新編輯，根據影像表現于解剖特點進行精細分割，保留正常組織的圖像，將不同閾值的部分進行合并、刪除，最終得到冠脈血管的3D命令，形成心臟冠脈血管的三維圖像模型。之后使用Mimics軟件對于由于人工圖像分割造成的圖像上顯示有誤差或是褶皺的地方進行平滑處理，或者使用或者Geomagic Qualify或ZBrush軟件平滑后人工逐層填補毛刺以及褶皺等缺陷，得到較為平滑且符合患者實際情況的心臟冠脈血管三維模型圖像。

將病例組與健康組的三維圖像結果打亂順序排列，由1位心內科主治醫師重復進行判定，計算判定結果與真實情況的符合率。

1.3 數據收集與分析

收集到的資料經過整理核查無誤以后，由兩位數據錄入員使用Epidata 3.0 進行數據錄入工作，經過數據清洗之后導入SPSS 18.0 進行統計分析。對于服從正態分布的計量資料，其均值使用均值±標準差表示，組間均值差異的比較使用兩樣本均數的t檢驗完成;等級資料構成比差異的檢驗使用卡方分析或Fisher精確概率法完成，統計水準統一設置為0.05。

2.結果

2.1 受試對象的一般情況

如表1所示，45名冠狀動脈血管病變患者中25名為男性，并且45名患者中年齡最小者46歲，最大者84歲，平均年齡62.54±6.75歲，平均身體質量指數為22.32±4.53 kg/m²，對照組中，26名為男性，平均年齡為63.72±6.58歲，平均身體質量指數為23.45±6.56 BMI kg/m²，差異無統計學意義。

2.2 根據冠脈三維圖像對疾病判定情況

如表2所示，根據三維圖像判定的結果，對于45名病人判定的正確率為100%，而對于健康人，其中3人被錯誤的判定為冠心病患者，正確率為93.3%，兩組正確率的差異具有統計學意義。

3.討論

冠脈血管由于其分支眾多，走行多變，疾病的診斷與治療并不容易。傳統的計算機斷層造影受圖像質量以及技術手段的限制，用于疾病診斷時多有不便并且由于不夠直觀的原因，對于經驗的依賴性較強。而三維成像技術利用計算機對計算機斷層技術所獲得的的圖像進行三維重建以后進行人工平滑、分割處理，做到對于冠脈血管的細節特點顯示的淋漓盡致，但由于目前技術的限制，其相對于傳統CT診斷的優越性并不能完全發揮，并且由于圖像處理時間較長，并且技術依賴性較高，因此應用于臨床診斷并不是最好的選擇。3D打印技術的出現，為三維重建技術的新應用提供了思路，以往對于冠脈血管的實體模型獲得主要通過在尸體上使用特殊材料灌注而形成鑄模。而使用3D圖像重建與3D打印技術就可以在病人需要手術前得到其心臟冠脈血管的3D打印模型，大大有利于醫生們進行手術方案治指定的過程，并且充分發揮了技術的直觀性與便利性。

4.結論

應用基于256iCT的心臟冠脈血管三維重建技術，對于冠脈血管狀態的重現性好，并且更加直觀，根據三維重建結果對于疾病判定的靈敏度與特異度均較高，提示此技術的優越性，對于其進一步的應用仍然值得探索。

參考文獻：

[1] 李建軍. 冠狀動脈瘤的發生可能與炎癥機制有關[J]. 中國循環雜志， 2012， 27（3）：234-236.

[2] 王曉冬， WANGXiao-dong. 冠狀動脈CT診斷冠心病的研究進展[J]. 醫學綜述， 2010， 16（14）：2216-2218.

[3] 何繼強， 陳方. 冠狀動脈CT造影的無創血流儲備分數（FFRCT）在冠心病診治中的研究進展[J]. 心肺血管病雜志， 2015， 34（3）：232-235.

[4] 鄭敏文， 葛雅麗， 石明國，等. 電子束CT血管三維重建技術與冠狀動脈成像[J]. 實用放射學雜志， 2004， 20（1）：28-30.

[5] 鄭敏文， 孫立軍， 宦怡，等. 下肢動脈電子束CT血管造影及三維成像初探[J]. 中國臨床醫學影像雜志， 2003， 14（6）：428-431.