三維旋轉(zhuǎn)數(shù)位減影血管造影和三維圖像重建技術在內(nèi)臟動脈瘤介入治療中的應用

梁吉廷　劉嶸　施惠斌　胡佳妮　王建華　顏志平　程潔敏

(復旦大學附屬中山醫(yī)院介入治療科，上?！?00032)

·論著·

三維旋轉(zhuǎn)數(shù)位減影血管造影和三維圖像重建技術在內(nèi)臟動脈瘤介入治療中的應用

梁吉廷劉嶸施惠斌胡佳妮王建華顏志平程潔敏

(復旦大學附屬中山醫(yī)院介入治療科，上海200032)

摘要目的：評價三維旋轉(zhuǎn)數(shù)位減影血管造影(digital subtraction angiography，DSA)和三維圖像重建技術在內(nèi)臟動脈瘤介入治療中的應用價值。方法： 選擇2007年1月—2015年8月在復旦大學附屬中山醫(yī)院介入治療科于介入栓塞治療前行三維旋轉(zhuǎn)DSA和三維圖像重建的內(nèi)臟動脈瘤患者25例，應用Siemens Artis DTA或Philips Allura F20 DSA機行靶血管的三維旋轉(zhuǎn)DSA并進行三維圖像重建，與常規(guī)二維 DSA進行對比。結果： 25例患者中肝動脈瘤8例，脾動脈瘤10例，胃十二指腸動脈瘤3例，腎動脈瘤3例，胰十二指腸下動脈瘤1例。所有患者三維旋轉(zhuǎn)DSA均獲得成功，技術成功率100%。三維旋轉(zhuǎn)DSA和三維重建圖像均能清楚顯示動脈瘤的載瘤動脈直徑、瘤頸和瘤腔等解剖學信息。25例患者共發(fā)現(xiàn)30個動脈瘤。常規(guī)二維 DSA僅明確診斷了30個動脈瘤中的27個，而且15個動脈瘤瘤頸由于動脈瘤瘤腔較大重迭或靶血管扭曲未能清楚顯示。結論： 與常規(guī)二維 DSA相比，三維旋轉(zhuǎn)DSA和三維圖像重建能更精確地顯示內(nèi)臟動脈瘤的解剖信息，特別是對瘤頸的顯示，從而可為介入診斷及治療提供更精確的圖像。

關鍵詞三維旋轉(zhuǎn)數(shù)位減影血管造影；三維圖像重建；內(nèi)臟動脈瘤；解剖學評價

中圖分類號R815

文獻標識碼A

Application of Three-Dimensional Rotational Digital Subtraction Angiography and Three-Dimensional Reconstruction Technique in the Interventional Treatment of Visceral Artery AneurysmLIANGJitingLIURongSHIHuibinHUJianiWANGJianhuaYANZhipingCHENGJiemin

DepartmentofInterventionalRadiology,ZhongshanHospital,FudanUniversity,Shanghai200032,China

AbstractObjective： To evaluate the application of three-dimensional(3D) rotational digital subtraction angiography(DSA) and three-dimensional reconstruction technique in the interventional treatment of visceral artery aneurysm.Methods： A total of 25 patients with visceral artery aneurysm, who underwent 3D rotational DSA and reconstruction before the interventional embolization treatment in the Department of Interventional Radiology, Zhongshan Hospital,Fudan University during Jan 2007 and Aug 2015, were selected.3D rotational DSA and reconstruction was performed by using Siemens Artis DTA or Philips Allura F20 DSA equipment, and the results were compared with that of conventional 2D DSA. Results： There were 8 hepatic artery aneurysms,10 splenic artery aneurysms,3 renal artery aneurysms,3 gastroduodenal artery aneurysms,and 1 inferior pancreaticoduodenal artery aneurysm among the 25 patients.The 3D rotational DSA procedures were successful in all patients,and the success rate was 100%.Anatomical morphology including the diameter, neck and cavity of aneurysm was exhaustively demonstrated.A total of 30 aneurysms were diagnosed by 3D rotational DSA among the 25 patients.Among the 30 aneuryms, only 27 aneurysms were confirmed by conventional 2D DSA,and the aneurysm necks of 15 aneurysms were not exhaustively demonstrated due to the anatomical overlapping of the large aneurysm cavity, or the vessel tortuosity. Conclusions： As compared to the conventional 2D DSA, the 3D rotational DSA and reconstruction can demonstrate anatomical information of visceral artery aneurysms more precisely, especially the aneurysm neck, so as to provide more precise images for the interventional diagnosis and treatment.

Key WordsThree-dimensional rotational digital subtraction angiography；Three-dimensional reconstruction；Visceral artery aneurysm；Anatomical assessment

隨著影像學技術的發(fā)展和廣泛應用，越來越多無癥狀的內(nèi)臟動脈瘤被發(fā)現(xiàn)并明確診斷。由于具有微創(chuàng)、患者無需開腹且治療效果確切等優(yōu)點，經(jīng)皮血管腔內(nèi)介入治療已經(jīng)成為治療內(nèi)臟動脈瘤的首選方法[1]。介入治療前需對動脈瘤的流入動脈、流出動脈、動脈瘤頸以及瘤腔和周圍血管關系等進行詳細的評估，CT血管造影(computed tomography angiography，CTA)和磁共振血管造影(magnetic resonance angiography，MRA)能提供一定的有用信息[2-3]。常規(guī)的二維數(shù)字減影血管造影(digital subtraction angiography，DSA)能清楚顯示有無動脈瘤，并能對動脈瘤的解剖學結構以及所需栓塞靶血管情況進行評價，是診斷動脈瘤的“金標準”[1]。但在靶血管迂曲、分支多、動脈分支相互重疊、動脈瘤直徑較大等情況下，二維 DSA對動脈瘤解剖結構細節(jié)的顯示仍有局限性[4]。

三維旋轉(zhuǎn)DSA技術是利用血管造影機C形臂快速旋轉(zhuǎn)過程中行靶區(qū)造影的新技術，該技術可多方位顯示靶血管和病變的血管解剖細節(jié)。經(jīng)三維旋轉(zhuǎn)DSA采集的數(shù)據(jù)進行三維圖像重建可立體、任意角度地觀察病變和靶血管的空間解剖關系，能更好地為介入治療提供清晰、精確的影像學指導。目前，三維旋轉(zhuǎn)DSA已經(jīng)應用于顱內(nèi)動脈瘤、肝癌、子宮肌瘤、主動脈大支架等的介入治療中[4-7]。本研究探討三維旋轉(zhuǎn)DSA和三維圖像重建技術在內(nèi)臟動脈瘤介入治療中的應用價值。

1資料與方法

1.1一般資料選擇2007年1月—2015年8月在復旦大學附屬中山醫(yī)院介入治療科于介入栓塞治療前行三維旋轉(zhuǎn)DSA和三維圖像重建的內(nèi)臟動脈瘤患者25例，其中男性18例，女性7例；年齡35～65歲，中位年齡56歲。25例患者中肝動脈造影12例、脾動脈造影10例、腎動脈造影3例。

1.2設備和技術使用德國Siemens公司Artis DTA或荷蘭Philips公司Allura F20 DSA機。采用常規(guī)Seldinger穿刺法經(jīng)股動脈穿刺，置入5F導管鞘進行相應血管插管。肝動脈、脾動脈使用5F RH導管，腎動脈使用5F Cobra導管。靶血管插管成功后先行常規(guī)二維 DSA，以獲得靶血管和動脈瘤的初步影像學解剖信息。

三維旋轉(zhuǎn)DSA：使用Siemens Artis DTA或Philips Allura F20 DSA機自帶的三維 DSA應用軟件，先在DSA透視下確定治療靶目標，把興趣目標放置采集中心，正側(cè)位選定。肝動脈和脾動脈造影劑量為5 mL/s，總量30 mL。腎動脈造影劑量為4 mL/s，總量24 mL。根據(jù)DSA機自帶的三維 DSA程序選擇適當?shù)钠毓鈳瑪?shù)，曝光延遲設定為2 s。三維旋轉(zhuǎn)DSA通過旋轉(zhuǎn)C形臂旋轉(zhuǎn)2次來完成整個圖像信息的采集。第1次旋轉(zhuǎn)采集蒙片，第2次旋轉(zhuǎn)注射造影劑成像。把蒙片像與血管造影像重疊翻印，通過三維工作站行三維圖像重建和后處理。旋轉(zhuǎn)DSA采集時需特別注意患者的屏氣訓練，患者屏氣應在平靜呼吸下屏氣，且每次屏氣幅度應盡量保持一致。

圖像重建和后處理：采集的圖像傳送至三維工作站，傳輸?shù)饺S工作站的原始信息經(jīng)過DSA LD自動三維重建，采用最大密度投影(maximum intensity projection，MIP)、容積再現(xiàn)技術(volume reconstruction technique，VRT)。重建后可獲得包括橫斷位、矢狀位、冠狀位等任意角度的圖像。

2結果

25例患者中，12例使用Siemens Artis DTA進行三維旋轉(zhuǎn)DSA，13例使用Philips Allura F20進行三維旋轉(zhuǎn)DSA，取像均獲得成功，技術成功率100%。三維旋轉(zhuǎn)DSA后三維重建圖像滿意，清楚顯示出動脈瘤的輸入動脈、輸出動脈以及動脈瘤的瘤頸和瘤腔等解剖學信息。

三維旋轉(zhuǎn)DSA和三維圖像重建顯示，25例患者中肝動脈瘤8例，脾動脈瘤10例，胃十二指腸動脈瘤3例，腎動脈瘤3例，胰十二指腸下動脈瘤1例。25例患者共發(fā)現(xiàn)30個動脈瘤，其中22例有1個動脈瘤，2例有2個動脈瘤，1例有4個動脈瘤。30個動脈瘤中直徑小于2 cm動脈瘤16個，直徑大于2 cm動脈瘤14個；真性動脈瘤20個，假性動脈瘤10個。

與三維旋轉(zhuǎn)DSA相比，二維 DSA明確診斷了30個動脈瘤中的27個動脈瘤。對于1例有4個肝動脈瘤的患者，二維 DSA僅清楚顯示1個動脈瘤，而其他3個直徑較小的動脈瘤未能做出診斷，見圖1。

通過三維旋轉(zhuǎn)DSA和三維圖像重建，30個動脈瘤的瘤頸和瘤腔情況均得以清楚顯示，而二維 DSA僅能清楚顯示15個動脈瘤的瘤頸以及動脈瘤與靶血管的解剖關系。二維DSA未能清楚顯示其余15個動脈瘤的原因為：動脈瘤瘤腔較大難以顯示瘤頸5個，靶血管扭曲重疊10個，見圖2。

A、B：常規(guī)導管和微導管二維 DSA圖像，可見肝動脈中段假性動脈瘤，形態(tài)不規(guī)則。動脈瘤與肝動脈重疊，無法顯示瘤頸(黑箭頭)。C、D：三維旋轉(zhuǎn)DSA后三維重建圖像，該患者有大小不一的4個動脈瘤，重建圖像清楚顯示動脈瘤的解剖結構和瘤頸(白箭頭)。二維 DSA僅能診斷1個動脈瘤，而其他3個小動脈瘤無法診斷

圖1肝移植術后肝動脈假性動脈瘤的DSA圖像

A：二維 DSA圖像，脾動脈造影中遠段可見直徑約1.5 cm的動脈瘤(白箭頭)，由于脾動脈迂曲重疊，動脈瘤瘤頸顯示欠佳；B：三維旋轉(zhuǎn)DSA圖像，清楚顯示動脈瘤腔(白箭頭)和動脈瘤瘤頸(黑箭頭)；C：三維重建圖像，進一步清楚顯示脾動脈瘤瘤腔(白箭頭)和瘤頸(黑箭頭)

圖2脾動脈瘤的DSA圖像

根據(jù)三維旋轉(zhuǎn)DSA和三維圖像重建獲得合適的投照位置后，成功對24例26個動脈瘤進行了介入治療，其中20例22個動脈瘤采用彈簧圈栓塞，4例4個動脈瘤采用血管支架。另1例有4個假性動脈瘤的患者是肝移植術后，考慮到栓塞肝動脈可能導致膽管缺血壞死，而未進行處理。

3討論

根據(jù)內(nèi)臟動脈瘤的性質(zhì)和解剖學特征，經(jīng)皮血管腔內(nèi)介入治療方法主要有：單純的動脈瘤內(nèi)彈簧圈填塞，載瘤動脈遠、近端彈簧圈栓塞動脈瘤曠置，裸支架輔助瘤內(nèi)彈簧圈栓塞以及覆膜支架動脈瘤隔絕等[1]。介入治療方案的選擇由動脈瘤解剖部位、大小、形態(tài)、載瘤動脈、側(cè)枝血管及與周圍血管臟器的關系等決定。無創(chuàng)傷性的CTA/MRA以及三維圖像重建能顯示動脈瘤的解剖情況、附壁血栓、鈣化以及與周圍血管的關系[2-3]，但對于較小血管的動脈瘤、動脈瘤與動脈局限膨大等的鑒別，CTA或MRA仍有一定的局限性。

DSA是診斷內(nèi)臟動脈瘤的“金標準”，可明確動脈瘤診斷，評價動脈瘤部位、輸入動脈、輸出動脈管徑等，為介入治療方案的選擇提供了影像學指導。由于腹腔動脈多支分支血管重疊的影響，常規(guī)二維 DSA即使多角度、多位置投照有時也不能清楚顯示動脈瘤及其與周圍血管的關系。另外，由于血管扭曲、動脈瘤腔重疊等因素，二維 DSA對顯示動脈瘤瘤頸的解剖情況仍有一定的局限性[4]。這些不足將對動脈瘤介入治療方案的選擇產(chǎn)生較大的影響。

三維旋轉(zhuǎn)DSA利用C形臂的快速旋轉(zhuǎn)進行2次數(shù)據(jù)采集成像，可獲得連續(xù)不同角度的多維空間血管造影圖像，還可以通過工作站的一系列后處理技術對圖像進行三維圖像重建。與二維 DSA相比，三維旋轉(zhuǎn)DSA和三維圖像重建技術能提供更多的血管細節(jié)信息[4-8]。本研究25例內(nèi)臟動脈瘤患者行三維旋轉(zhuǎn)DSA和三維圖像重建共發(fā)現(xiàn)30個動脈瘤，均能清楚顯示動脈瘤瘤頸情況；而二維 DSA只發(fā)現(xiàn)27個動脈瘤，且只有15個動脈瘤的瘤頸清楚顯示，還有15個動脈瘤由于靶血管迂曲和動脈瘤體積較大未能清楚顯示。這充分表明，三維旋轉(zhuǎn)DSA及其三維圖像重建技術可避開動脈瘤周邊的重疊血管，從任意空間角度觀察動脈瘤的解剖細節(jié)，清楚顯示動脈瘤及其瘤頸情況，從而有利于進一步明確血管間的毗鄰關系、瘤體和載瘤動脈的三維空間關系，確定瘤體、瘤頸顯示的最佳角度，便于確定最佳投照位置，幫助介入科醫(yī)師準確選擇治療方式和操作路徑，并有利于指導后續(xù)的介入治療[9]。這對提高手術安全性、縮短手術時間、減少手術醫(yī)師和患者的X線輻射劑量至關重要。

為獲得滿意的影像學圖像，行三維旋轉(zhuǎn)DSA診斷內(nèi)臟動脈瘤時需注意以下要點：(1)將導管置于靶血管合適的位置，造影時注意造影劑的流速和高壓注射的壓力，避免瞬間大劑量的造影劑團注使得血管內(nèi)壓力劇增從而導致動脈瘤破裂。(2)在整個圖像的采集過程中，為了使得圖像完整清晰，劑量的選擇一般是通過觀察導管口的造影劑通過整個帶有動脈瘤的血管所需要的時間來評估，以及造影劑是否充盈整個血管及駐留血管時間來決定的，同時注射流率不能低于該部位的血流速度，以避免對比劑被血液稀釋。(3)采集時機和采集幀率選擇：原則上應使對比劑的最大濃度出現(xiàn)在所感興趣的分區(qū)圖像中，并盡量減少患者的X線劑量的吸收。本研究選擇Arits DTA自帶的三維 Inspace DSA程序，選擇 1.5°/f 曝光幀數(shù)，曝光延遲設定為2 s。(4)注意對患者進行屏氣訓練。屏氣應在平靜呼吸下屏氣，且每次屏氣幅度應盡量保持一致。切不可深吸氣后屏氣，以免圖像嚴重位移而給后續(xù)圖像重建帶來不便。

綜上所述，三維旋轉(zhuǎn)DSA及三維圖像重建可以對內(nèi)臟動脈瘤進行任意角度觀察，精確地顯示動脈瘤特別是瘤頸等解剖信息，提供靶血管和動脈瘤的三維解剖關系，為介入診斷及治療提供精確的圖像。

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通訊作者劉嶸，E-mail：liu.rong@zs-hospital.sh.cn