雙容積重建技術在顱內(nèi)動脈瘤栓塞術中的應用研究

張祥海，陳金華，王曉峰，周林，閆紅野

雙容積重建技術在顱內(nèi)動脈瘤栓塞術中的應用研究

張祥海，陳金華，王曉峰，周林，閆紅野

目的探討雙容積重建技術在顱內(nèi)動脈瘤彈簧圈栓塞術中的應用價值。方法對2012年6月－2013年4月收治的20例行顱內(nèi)動脈瘤彈簧圈栓塞術患者的三維造影數(shù)據(jù)進行雙容積重建，從彈簧圈的檢出率，動脈瘤的栓塞程度，術前、術后動脈瘤瘤頸和瘤體長度，重建圖像特點和應用價值等方面對雙容積重建的作用進行評價。結果雙容積重建共檢出彈簧圈纏繞團20個，檢出率100%。20例中有13例動脈瘤無造影劑滲入，3例瘤體內(nèi)有造影劑占位，4例可見瘤頸有造影劑占位。術后瘤頸、瘤體長度與術前比較有所改變，但差異無統(tǒng)計學意義(P＞0.05)。雙容積重建影像能顯示出彈簧圈纏繞團、血管、顱骨和融合圖像，可根據(jù)臨床需要選擇不同的影像模式來顯示動脈瘤。結論雙容積重建技術能提供彈簧圈纏繞團定位、栓塞程度、動脈瘤長度等信息，并可通過多種影像模式評估栓塞效果，在動脈瘤的介入栓塞術中具有較高的應用價值。

顱內(nèi)動脈瘤；栓塞，治療性；圖像處理，計算機輔助

顱內(nèi)動脈瘤介入栓塞治療具有微創(chuàng)、安全等優(yōu)點，已成為臨床首選的手術方式[1]。數(shù)字減影血管造影(digital subtraction angiography，DSA)三維重建技術對動脈瘤的診斷和治療具有重要價值[2]，但填塞了彈簧圈的動脈瘤無法在容積重建圖像中顯示，而雙容積重建(dual volume reconstruction，Dual VR)技術可以重建出栓塞后的動脈瘤影像，本文擬探討該技術在動脈瘤栓塞術中的應用價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選擇2012年6月－2013年4月在第三軍醫(yī)大學大坪醫(yī)院行顱內(nèi)動脈瘤彈簧圈栓塞術的患者20例，其中男14例，女6例，年齡35～68歲。所有患者均確診為顱內(nèi)動脈瘤，全麻下行彈簧圈栓塞術，其中17例采用支架輔助。20名患者中共發(fā)現(xiàn)動脈瘤24個，其中前交通動脈瘤7個，后交通動脈瘤10個，大腦中動脈瘤7個。所有患者均只對1個顱內(nèi)動脈瘤進行栓塞治療，4個微小動脈瘤未處理。

1.2 設備和參數(shù) 采用西門子Aritis DTA血管造影機，造影劑為威視派克，超選至頸內(nèi)動脈作三維造影(3D-DSA)，造影參數(shù)為：注射速率4m l/s，總量24m l，曝光延遲1s，壓力150psi。數(shù)據(jù)傳輸至西門子后處理工作站，術前的三維造影數(shù)據(jù)行容積重建，術中的數(shù)據(jù)行雙容積重建。

1.3 評價方法 由2名放射科醫(yī)生和2名技師從4個方面進行評估：①彈簧圈纏繞團的檢出率；②動脈瘤的栓塞程度；③術前容積重建圖像和術后雙容積重建圖像同體位下瘤頸、瘤體的長度；④不同模式下雙容積重建影像的特點和應用價值。

2 結 果

2.1 彈簧圈檢出率 雙容積重建圖像共檢出20個灰白色高密度影像，分析其占位和形狀，確認為彈簧圈纏繞團影像，檢出率為100%(圖1)。

圖1 同時重建出彈簧圈纏繞團(白色箭頭)和支架標記點(紅色箭頭)Fig.1 Coils bolus (white arrow) and stent marks ( red arrow) reconstructed in the same image

2.2 動脈瘤栓塞程度 完全栓塞的13個動脈瘤瘤體、瘤頸均被灰色的彈簧圈占據(jù)，無造影劑滲入。有3個瘤體可見紅色的造影劑占位，瘤體未完全填塞。有4個瘤頸處有紅色造影劑占位，瘤頸未完全栓塞(圖2)。

2.3 術前術后瘤體長度比較 測量雙容積重建影像中瘤頸、瘤體的長度，并與術前雙容積重建圖像進行比較。對于未完全栓塞的動脈瘤，以彈簧圈和造影劑的共同長度作為瘤體、瘤頸的長度(圖3)。結果表明，栓塞前后瘤頸、瘤體的長度均有變化，但差異無統(tǒng)計學意義(P＞0.05，表1)。

2.4 不同重建模式的影像特點 雙容積重建圖像有4種不同的顯示模式：①顱骨、彈簧圈、支架顯示模式，該模式下彈簧圈纏繞團能清楚顯示，可見17個支架的標記點；②血管顯示模式，該模式下可顯示1－4級腦血管，分支血管清楚，可見未栓塞的4個小動脈瘤；③彈簧圈和顱內(nèi)血管融合顯示模式，該模式下可見顱骨、彈簧圈、血管共同顯示在一個影像上(圖4、5)，4例瘤頸和3例瘤體有造影劑滲入；④重建顱內(nèi)血管(B)并將顱內(nèi)組織(A)做多平面重建的融合顯示模式(B+A MPR)，該模式下可見顱內(nèi)組織各層面與顱內(nèi)血管的相互關系，可觀察造影劑和彈簧圈同層面的占位范圍，顯示顱內(nèi)組織與血管的毗鄰關系(圖6)。

圖2 血管和彈簧圈纏繞團的融合圖像Fig.2 Fused image of vessel and coils bolusA.Only reconstructing the intracranial vessel, we can discover the contrast medium (white arrow) flow into the aneurysms sac, manifesting the pathway, extent and caliber of inflow tract; B.Fused imaging display the occupation of contrast medium and coils bolus, showing the embolization extent of intracranial aneurysm

圖3 術前和術后動脈瘤瘤頸長度Fig.3 Length of aneurysm neck before and after embolizationA.The length o f aneurysms neck before embolization; B.At the same position, the length of aneurysms neck after embolization measured in the dual volume reconstruction imaging

表1 栓塞前后瘤頸及瘤體長度比較(mm，±s，n=20)Tab.1 The length of aneurysm neck and sac before and after embolization (mm±s, n=20)

表1 栓塞前后瘤頸及瘤體長度比較(mm，±s，n=20)Tab.1 The length of aneurysm neck and sac before and after embolization (mm±s, n=20)

Time point Neck Length of sac Width of sac Before embolization 3.84±2.41 4.90±2.94 2.95±1.73 After embolization 4.74±1.89 5.51±3.01 3.15±1.84

3 討 論

與二維DSA比較，3D-DSA造影中患者接受的輻射劑量更低[3]，其重建圖像能提供豐富的影像信息，在動脈瘤的介入診療中起重要作用[4]。2008年，西門子公司推出了雙容積重建技術，該技術為一次采集兩次重建，一次為高密度彈簧圈、支架、顱骨的容積重建，一次為顱內(nèi)血管重建，血管顯示為紅色，彈簧圈等顯示為灰白色，兩種不同密度的組織影像可以單獨或融合顯示，為動脈瘤提供了新的影像顯示平臺。

圖4 顱內(nèi)血管、顱骨和彈簧圈纏繞團(白色箭頭)的融合圖像(用于幫助解剖定位)Fig.4 Fusion image composed by intracranial vessel, skull bone and coils bolus (white arrow, with a great help in anatomy position)

圖5 彈簧圈、顱骨和顱內(nèi)血管的融合圖像Fig.5 Fusion image composed by coils bolus, skull bone and intracranial vesselA.Part of coils bolus insert into parent artery, and the distal end of intracranial vessel display clearly; B.Fusion imaging show the skull bone and coils bolus, discovering part of coils inserting into parent artery

圖6 B+A MPR圖像模式顯示動脈瘤多平面重建和血管的融合影像Fig.6 B+A MPR image mode, showing aneurysms fused imaging of multiplanar reconstruction and intracranial vesselA, B.In the oblique transverse and sagittal section, contrast medium occupy the right area of aneurysm, indicating the right area of aneurysm sac without embolization; C, D.In the oblique transverse and coronal section, contrast medium occupy a tiny area in the extrem ity of coli bolus, indicating the distal aneurysms sac without embolization

在動脈瘤栓塞術中，技師常規(guī)都會進行三維重建來顯示瘤體和瘤頸的詳細信息[5-6]。但在容積重建影像上，彈簧圈、顱骨等組織會被減影，很難觀察到血管與彈簧圈的相互關系，影響了手術效果的評估和手術方案的設計[7]。雙容積重建技術突破了既往重建技術的局限，在本研究中，所有病例均重建出彈簧圈纏繞團，顯示了彈簧圈的位置、范圍、形狀，并可結合血管影像，重建出更多顯示動脈瘤栓塞情況的圖像。

動脈瘤栓塞不完全可增加術后復發(fā)的概率，并可能引發(fā)術后再出血[8-10]。有研究發(fā)現(xiàn)，完全栓塞后動脈瘤再出血的概率僅為0.28%，而不完全栓塞的再出血概率為7.41%[11]，因此如何準確評估動脈瘤的栓塞程度是臨床關注的重點，目前可采用二維造影或三維造影判斷動脈瘤致密栓塞程度[12]，或通過動脈瘤栓塞容積閉塞率[13]、阻塞體積百分比[14]以及特殊的軟件程序[15-16]對填塞程度進行評估，但這些方法對彈簧圈在瘤體內(nèi)的成籃形狀和占位情況判斷不夠直觀和準確，不能直接評估動脈瘤的栓塞情況。

在動脈瘤栓塞術前，首先應準確測量出瘤頸、瘤體的長度，以此作為第一枚彈簧圈的選擇依據(jù)[17]。雙容積重建影像可融合顯示彈簧圈纏繞團及顱內(nèi)血管，實現(xiàn)對術中動脈瘤的測量，可以得到新形態(tài)下瘤體和瘤頸的長度。本文對術前、術后數(shù)據(jù)比較，瘤頸和瘤體的長度均有所變化，術后瘤頸長度增大的有13例，瘤體長徑增大的有14例，瘤體短徑增大的有16例，但術前術后的瘤頸、瘤體長度差異并無統(tǒng)計學意義，與向偉楚等[18]的研究相似。動脈瘤填塞后，由于彈簧圈在瘤體內(nèi)占位的影響或血流動力學改變等原因，動脈瘤瘤頸、瘤體的形態(tài)、位置和長度都可能發(fā)生變化，甚至每填塞一個彈簧圈后，瘤體都可能發(fā)生不同程度的改變，雙容積重建影像可以對未完全栓塞的動脈瘤進行測量，得到新形態(tài)下動脈瘤的長度數(shù)據(jù)，為下一步選擇彈簧圈和支架提供準確的數(shù)據(jù)參考。

在動脈瘤栓塞術中，必要時造影重建出動脈瘤的雙容積圖像，區(qū)分出瘤體內(nèi)已栓塞區(qū)域和未栓塞區(qū)域，測量不同區(qū)域的長度，以精確的數(shù)據(jù)來評估栓塞程度，使造影影像數(shù)據(jù)化，有助于提高栓塞的安全性和有效性。雙容積重建圖像可以幫助醫(yī)生和技師精確觀察分析瘤頸、瘤體的栓塞程度[19]，再結合患者的血管情況，設計或調(diào)整手術方案，選擇更精準的治療方法[20]，以直觀的醫(yī)學影像評價栓塞的效果，且采用該技術無需各種動脈瘤栓塞率軟件，避免了栓塞率計算公式的繁瑣和動脈瘤容積換算的模型化，為選擇彈簧圈、支架的型號，評估栓塞程度等提供了量化指標。雙容積重建技術進行了兩次不同閾值的重建，可以組合成不同的影像模式，滿足臨床需求。如果重點觀察彈簧圈、血管、顱骨的相互關系，可以重建出三者的融合圖像，分析解剖定位信息。如果要觀察血管、動脈瘤、彈簧圈之間的相互關系，可以選擇B+A MPR的顯示模式，理清動脈瘤內(nèi)部彈簧圈和血管的毗鄰位置，每個層面的栓塞程度和區(qū)域，顯示造影劑流入動脈瘤腔內(nèi)的路徑。技師可以結合軟件的測量功能，為評估動脈瘤栓塞率提供準確的數(shù)據(jù)，為優(yōu)化手術方案、選擇恰當?shù)膹椈扇π吞?、定位最佳的手術體位、調(diào)整微導管位置等提供幫助，以提高手術的安全性和栓塞效果。

在目前常用的各類血管瘤影像檢查方法中，頭顱CT血管成像對靠近顱骨的動脈瘤顯示不夠清楚，易出現(xiàn)偽影，頭部的磁共振血管成像不容易發(fā)現(xiàn)直徑≤3mm的小動脈瘤[21-22]，三維超聲只能診斷直徑≥6mm的較大動脈瘤，都存在一定局限。DSA能檢查出直徑3mm以下的微小動脈瘤，且能提供非常重要的血流動力學影像，因此在動脈瘤的診療中仍然是不可替代的金標準[23]。雙容積重建技術作為新的圖像后處理手段，在動脈瘤的介入診治中具有巨大的應用價值，其潛力仍待影像技師們深入研究和探索。

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Application of dual volume reconstruction technique in embolization of intracranial aneurysms

ZHANG Xiang-hai, CHEN Jin-hua*, WANG Xiao-feng, ZHOU Lin, YAN Hong-ye
Department of Radiology, Institute of Surgery Research, Daping Hospital, Third Military Medical University, Chongqing 400042, China
*

, E-mail: jhchenmri@163.com

ObjectiveTo explore the value of dual volume reconstruction technique in Guglielm i detachable coil (GDC) embolization of intracranial aneurysms.MethodsThree-dimensional imaging data of 20 patients received GDC embolization of intracranial aneurysms from Jun.2012 to Apr.2013 were analyzed for dual volume reconstruction.The value of application of dual volume reconstruction was evaluated by the detection rate of coils bolus, degree of aneurysm occlusion, the length of aneurysm sac and aneurysm neck before and after embolization, and the characteristics and clinical value of the reconstructed images.ResultsA total of 20 coil boluses were detected by dual volume reconstruction images, and the detection rate was 100%.Among all of 20 patients, no visualization of contrast medium in the aneurysm was found in 13 patients, while contrast agent was found in the aneurysm sac in 3 patients and in the aneurysm neck in 4 patients.The length of aneurysm neck and sac was somewhat changed before and after embolization with no statistically significant difference (P＞0.05).The dual volume reconstruction could reveal coil bolus, vessels, cranium and fusion images, and the aneurysms could be shown by different imaging modes according to the clinical requirement.ConclusionDual volume reconstruction technique can display the location of coil bolus, degree of occlusion and aneurysm size, and evaluate the embolization effect by multifarious imaging modes, providing a great deal of information for the evaluation of GDC embolization of intracranial aneurysm.

intracranial aneurysm; embolization, therapeutic; image processing, computer-assisted

R651.122

0877-7402(2014)02-0144-05

10.11855/j.issn.0577-7402.2014.02.13

2013-08-11；

2013-10-29)

(責任編輯：李恩江)

張祥海，醫(yī)學學士，技師。主要從事介入技術工作

400042 重慶 第三軍醫(yī)大學大坪醫(yī)院野戰(zhàn)外科研究所放射科(張祥海、陳金華、王曉峰、周林、閆紅野)

陳金華，E-mail：jhchenm ri@163.com