多层螺旋CT血管三维重建在椎管区病变术前评估的应用价值.doc

1多层螺旋 CT 血管三维重建在椎管区病变术前评估的应用价值【关键词】 多层螺旋 CT;三维重建;CT 血管造影;椎管;外科手术椎管区是人体解剖结构和血液循环最复杂的部位之一，该区病变在外科手术治疗中存在很大的风险，术后并发症较多由于脊髓的血液供应容易受到诸如椎管肿瘤、脊髓血管病变、创伤、主动脉动脉瘤或手术治疗的影响，导致脊髓供血不足，甚至截瘫，因此术前明确脊髓血管情况、病变的大小、体积、范围、与周围组织结构的解剖关系等对减少术后并发症具有重要意义[1]多层螺旋 CT 三维血管重建(three-dimensional multislice spiral computed tomography angiography，3D-MSCTA)是 20世纪 90 年代在螺旋 CT 的临床应用基础上发展起来的一种崭新的三维成像技术，是根据血液循环时间在靶血管内造影剂高峰期进行螺旋扫描，采集容积资料，然后通过影像后处理技术获得三维影像的方法由于拥有简便快捷、信息量大、立体感强、性价比高等优点，目前正广泛应用于临床中1 椎管常用影像学检查方法的比较21. 1 3D-MSCTA 与传统二维图像 目前临床上多是通过二维图像，如 MRI、CT、 DSA 来获取与椎管区病变相关的影像信息，展示各种细微结构，但每一种方法都有其局限性。

如 CT 扫描对椎骨有较好的分辨率，但对软组织甚至病变本身不能完全显示;MRI 虽然能清晰的展示各种软组织的信息，有优良的软组织分辨率，却不能反映骨质的病变;DSA 是血管系统成像传统方法，并视为与其他影像技术相比较的“金标准” ，但这项技术操作复杂，费时较长，创伤较大，射线辐射也大，血管显示好但与周围结构比邻关系显示差[2]与上述影像相比，3D-MSCTA 经外周静脉注射造影剂，只需一次扫描即可获得所需信息，方便、安全、无创伤，具有较高的时间与空间分辨率、更长的解剖覆盖、更强大的后处理功能，可同时显示扫描区域不同的血管及脏器之比邻关系[2-3]，术前对血管走形及分支的正确总结可避免术中对解剖部位的错误判断，减少术中盲目性，提高手术精准度[1]1. 2 3D-MSCTA 与 MR 血管成像 (MRA) 近年来无创性的MRA 技术的临床应用日趋广泛，特别是在主动脉和大的分支动脉成像方面已应用较多，但应用于显示脊髓动脉的报道并不多Yoshioka 等[2]报道，脊髓 Adamkiewicz 动脉的成功显示率3在 MRA 为 66. 7%，4 层螺旋 CTA 为 80%在清楚展示Adamkiewicz 动脉与主动脉、肋间动脉或腰动脉、根动脉以及脊髓前动脉之间的解剖联系方面，MRA 为 85%，CTA 为 62. 5%。

Yamada 等[4] 报道 MRA 对脊髓 Adamkiewicz 动脉的显示率为 69%Takase 等[5]报道 4 层螺旋 CTA 对脊髓 Adamkiewicz 动脉的显示率达 90%由于 CT 的空间分辨力优于 MR，因此MSCTA 在显示脊髓动脉的细微解剖关系方面优于 MRA2 脊髓 3D-MSCTA 成像的发展及问题1989 年滑环技术和三维重建技术的出现造就了第一台螺旋CT螺旋 CT 可通过 SSD、MIP 等方法制作三维立体图像，并可运用血管造影技术建成靶血管的立体影像，即三维螺旋 CT 血管造影(three-dimensional spiral computed tomography angiography，3D-SCTA) 1998 年以来，4 排、16 排螺旋 CT 相继问世，特别是 2004 年 64 排螺旋 CT 应用于临床以后，由于扫描速度大大加快，使得 3D-SCTA 有了长足的发展，使用范围进一步扩大，对疾病的诊断有了更加广泛的空间自 1990 年 Kalender 等首先对螺旋 CT 扫描方式进行报道后，它很快应用于全身各系统，尤其在神经外科领域展现出美好的前景。

人们试图通过 CT 三维重建形成的立体图像来取代人脑中抽象思维形成的三维图像，从不同的角度观察解剖形态及病理、生理改变，提高对图像的三维理解4从 2000 年开始国内外学者陆续使用 4 排、8 排、16 排、64 排多层螺旋 CT(MSCT)对血管系统进行重建术前对血管走形及分支的正确总结可避免术中对解剖部位的错误判断，但大多数成像都存在不同程度地对小血管不能显像或对其来源显示不清(尤其当其发出点靠近血管分叉的时候)的问题，在脊髓血管主要表现在对根髓动脉的显像上MSCT 不能准确显示小血管可能是由于小血管强化较差或者非轴性位图像分辨率较差，使血管腔内的微小变化遗漏目前国外对 MSCT 扫描脊髓血管三维重建的研究正处于起步阶段，有关报道并不多，多限于脊髓血管畸形及对 Adamkiewicz 动脉的评估，且对根髓动脉及脊髓前、后动脉显像并没有明确描述[6-9]3 脊髓 3D-MSCTA 的基本原理、方法及问题3. 1 扫描的基本原理 3D-MSCTA 的基本原理是周围静脉高速团注对比剂，经时间延迟，至靶血管内对比剂充盈高峰期以螺旋CT 对其进行高速、连续的容积数据采集，再在计算机工作站进行图像后处理，最终获得数字化立体影像。

3. 2 容积数据采集53. 2. 1 注射参数 对比剂的注射方式、注射速度与总量直接影响靶血管的显示效果及充盈程度理论上，靶血管强化达到峰值时扫描所得的分辨率最高，而要使靶血管在扫描时处于最佳强化状态，无关静脉和实质器官对靶血管的影响降到最小程度，关键技术是强化过程要与受检者的血液动力学相匹配首先，能否获得准确的延迟时间是 CTA 成败的关键因素之一 [2]国外学者对 MSCTA 显示 Adamkiewicz 动脉的扫描方法不尽相同，延迟时间的选择有很大的差异[2-3]目前对团注跟踪法确定延迟时间的研究比较多，但具体研究目标的设定位置对动脉的评价指数不尽相同，结果评价也不一要得到优质的 CTA 图像，就需要增加大血管的对比，以提高小血管的显示一般认为增加血管内 CT 值的强化幅度可以通过增加造影剂注射速度和浓度两种方法来达到[10]，但是目前造影剂注射速度已经达到(4～5) ml/s，甚至更高的速度，这意味着患者可能要承担静脉内更高的压力甚或血管壁破裂的危险Rubin 等试验性地把对比剂的注射速率由 4 ml/s 增至 5 ml/s，但峰值并没提高这是因为速率过快会增加对比剂的外渗，对比剂在血管内的有效浓度反而降低。

提高造影剂浓度的方法相对简单，已有其它系统(冠脉、肝脏、肺动脉)的研究显示高浓度造影剂会带来较好的 CTA 效果，但同时过高浓度有可能导致病变被掩盖的现象[11-13]63. 2. 2 扫描参数 螺距及层厚越小，图像分辨率越高 MSCT 可根据没计的层厚自动触发扫描，不受螺距的影响由于MSCT 扫描速度快，也可不考虑层厚对扫描范围的影响，但在MSCT 层厚( 准直)的选择上存在较大的差异扫描准直与毫安秒共同影响图像信躁比，为了保持图像信躁比，减少准直就必须增加毫安秒所以，准直过薄会使病人辐射剂量增加，但同时薄准直更有利于小血管的显示目前扫描所采用的准直多在 0. 625～2. 5mm之间3. 3 脊髓 3D-MSCTA 的图像后处理方法 将采集的原始数据输送至计算机工作站中，利用相应的软件进行图像后处理，进行各种图像重建其方法有多种，有最大密度投影法(Maximumi ntensity project,MIP)、多平面重建法 (Multipl anner reformation,MPR)、表面遮盖显示法(Shaded-surface Display,SSD)、曲面重建法(Curved planner reformation,CPR)、容积重建法(Volumerendering,VR)等。

研究表明重建方式的选择受靶血管与周围组织的强化程度差别的影响当血管与周围组织 CT 值差别大时，选择 VR 重建显示血管立体感强，空间关系分明;当血管与周围组织 CT 值差别较小时，选择 MIP 重建更利于显示血管的细节 Rupert 等[14]认为 MSCT7的 CPR 技术在显示血管受侵方面与轴位图像无明显差别，但是它更容易为内、外科医生理解4 脊髓 3D-MSCTA 在临床应用的意义对于某些脊柱脊髓疾病，如脊柱脊髓损伤、椎管内肿瘤、先天性畸形、脊髓血管病变、椎间盘突出等目前外科手术治疗仍是最有效的方法然而椎管区是人体解剖结构和血液循环最复杂的部位之一，椎管周围血管分布变异甚多这些变异增加了手术的难度和危险性，尤其在椎管疾病的前、侧入路手术中，更需要在术前准确评估病变范围及其与邻近结构的关系，从而提高手术成功率，减少术后并发症的发生[1,15]而 3D-MSCTA 可以提供病变区段组织结构的三维立体成像，简化观察者的思维过程，可直观了解病变的解剖关系;并可利用骨切削专用计算机程序进行电子切割来模拟手术;还可对三维空间的距离，角度和体积进行测量，为手术提供准确的解剖依据，对手术前精确设计骨窗和手术入路有很大的帮助，有利于对病变进行术前评价，减少手术盲目性;并可对手术效果进行观察评估[16]。

5 3D-MSCTA 的优势及局限性目前，MRI 仍是椎管最常用的检验手段，但 3D-MSCTA 在椎管疾病的定位及定性诊断效能与 MRI 基本一致，且在某些情形下8更具优势尽管 MRI 及常规 MRA 对病变的显示能力佳，但同时显示肿瘤与血管较困难;对于病变与骨或周围结构的关系、灶内钙化等情况，亦不如 3D-CTA 般明确[2]此外，3D-CTA 检查时间较短、禁忌证较少，故对一些病情危急、有 MRI 禁忌或不能耐受检查者的意义更大我们认为，3D-CTA 最少可作为 MRI 的补充目前 MSCTA 仍存在着一些局限性，主要体现在成像技术需要薄层扫描，扫描层数的增多，患者检查时不得不接收较大剂量的X 线辐射来保证成像质量;虽然其扫描范围广，对病灶区内多支动脉向同一病灶供血，均能同时显示，但相对 DSA 其不足之处在于对动脉是一次性成像，不能动态观察对比剂的流向，且空间分辨率也不如 DSA，无法显示细小的血管网;MSCTA 的重建需要设置阈值，会带来信息的丢失;判断大血管受侵时还存在一定的假阳性或假阴性以及其图像后处理工作费时等问题6 展望3D-MSCTA 为椎管区疾病外科手术治疗提供更科学更直观翔实的立体影像学资料，在术前评价立体解剖关系上有一定的手术指导价值，是常规影像技术的有力补充，值得临床推广应用。

如何提高图像质量仍是目前研究的焦点[17]，随着螺旋 CT 技术的发展，以及计算机软件、硬件的不断完善，3D-MSCTA 有望成为椎管区病变9术前评估中非常有价值的一个项目参考文献】[1] Shimizu S,Tanaka R,Kan S,et al.Origins of the segmental arteries in the Aorta: An anatomic study for selective catheterization with spinal[J].American journal of neuroradiology,2005,26(4)：922-928.[2] Karamessini MT，Kagadis GC，Petsas T，et al. CT angiography with three-dimensional techniques for the early diagnosis of intracranial aneurysms.Comparison with intra-arterial DSA and the surgical findings[J].Eur J Radiol,2004,49(3)：212-223.[3] Kudo K,Terae S，Asano T,et al. Ante。