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小动脉瘤CTA与DSA的动物实验对比研究

hc360慧聪网医疗器械行业频道 2004-12-27 22:32:05

[摘要] 目的通过CTA的容积再现法(VR)、表面阴影遮盖法(SSD)、仿真内镜(VE)等重建图像与DSA血管造影所见对照分析，探讨CTA对小动脉瘤的诊断价值。方法用外科手术方法建立了20只新西兰大白兔颈总动脉囊状侧壁型小动脉瘤模型，直径小于4mm。分别进行CTA多种方法重建和DSA造影，测量动脉瘤的长。宽、瘤颈、顶／颈的比值、动脉瘤与载瘤动脉的夹角及对比剂用量，观察有无血栓形成、血管痉挛等征象，将DSA与CTA的结果进行统计学配对t检验。结果 CTA的VR对动脉瘤纵径、瘤体宽度、瘤颈宽度、动脉瘤顶／颈的比值、动脉瘤与载瘤动脉夹角的测量数据，与DSA测量的结果无显著统计学差异(P>0.05)，提示CTA的VR与DSA效果相同。CTA的SSD测得的动脉瘤瘤体、瘤颈数据较DSA测得的数据偏大(P<0.05)，CTA的SSD对动脉瘤顶／颈的比值、与载瘤动脉夹角，与DSA比较无显著统计学差异(P>0.05)，CTA的SSD与DSA效果相同。DSA比CTA所用的对比剂量更多(P<0.05)。结论 CTA能准确显示小动脉瘤的部位、形态、大小、起源、与载瘤动脉的夹角、载瘤动脉的通畅性等重要信息，可提示DSA的最佳投照角度、与周围血管组织的关系，造影剂的用量更少，可为选择治疗方案提供详实的影像信息。 [关键词] 动脉瘤；CT血管造影；数字减影血管造影本文通过实验的方法制作直径2-4 mm小动脉瘤的动物模型，同时进行DSA和CTA造影的对比成像和研究，探讨CTA诊断小动脉瘤的价值。 1 材料与方法 1.1囊状侧壁型动脉瘤动物模型的制作 28只新西兰大白兔，雌雄不限，平均月龄3个月左右，体重2.5-3kg。术前30min给予肌注阿托品0.5 mg、安定5 mg。用2.5％戊巴比妥钠0.4ml／kg耳缘静脉注射麻醉，麻醉成功后仰卧位固定。采用左侧或右侧颈部旁正中切口，分离、截取一段长约1.5cm的颈外或颈内静脉，浸泡于肝素生理盐水中备用。分离左侧或右侧颈内动脉长约2 cm，在其左侧前方做一长约2-3mm的卵圆形切口，用8-0或9-0无损伤手术丝线在体视显微镜下把静脉吻合到动脉侧壁，静脉的另一端用l号手术丝线结扎，形成2-4mm大小的囊状侧壁型动脉瘤。 1.2选择性颈总动脉数字减影血管造影游离一段长2-3cm的股动脉，用18G穿刺针行动脉插管，l号手术丝线结扎股动脉离心端，固定穿刺针管。仰卧于LVC plus型X线血管造影机(GE medical systems USA)行数字减影血管造影(DSA)，从股动脉穿刺针管引入Magic 1.2 F微导管，置导管头于左或右侧颈总动脉。造影剂为欧乃派克(Omnipaque 300mg／ml)，稀释至200 mg／ml，造影剂流速为0.4 ml／s，总量4ml,像采集时间为10s，摄片速度为6帧／s。每例做常规正位、动脉瘤切线侧位、动脉瘤正中位造影。 1.3选择性动脉螺旋CT血管造影 CT机为美国GE公司的HispeedCT／i型螺旋扫描机。兔仰卧于CT检查床上以头先进方式扫描，经Magic l.2 F微导管以0.4ml／s速率注入稀释的欧乃派克(稀释至100mg／ml)。电压120kV，电流200mAs，扫描野直径9.6cm，检查床移动速度1mm／s，准直器宽度lmm，螺距1.0，矩阵512×512，扫描范围3 cm，扫描层厚lmm，扫描方向自下向上，扫描时间30s，进行螺旋容积扫描。 1.4CT扫描数据的立体仿真图像重建(VR、SSD、VE)成像具体步骤如下：①将螺旋CT扫描获得的轴位原始图像以重叠50％，用标准算法(STD)进行重建，FOV 9.6cm；②将重建后的容积数据传输到计算机工作站(multi-viewer unisightDICOM viewer或Advantage Windows 3.1，GE medical systems)；③用3D软件系统对兔颈总动脉侧壁型小动脉瘤进行容积再现法(volume rendering，VR)、表面阴影遮盖法(shaded surface display，SSD)、仿真内镜(virtual endoscopy，VE)等重建；④用软件功能调整CT阈值和透明度，用人工伪彩功能调节图像色彩，使其类似组织色彩；⑤在不同角度、方位对动脉瘤的部位、形态、大小、起源进行表达拍片。整个扫描时间及重建过程需30min。 1.5观察指标及数据测量在数字减影血管造影所得的图像上，利用DSA上的计算软件测得动脉瘤的长、宽、瘤颈、与载瘤动脉夹角、顶／颈的比值，其测量校准用4F导管，每一值均在不同时间测三次取平均值。并观察动脉瘤的血流动力学变化、有无血栓形成、载瘤动脉血管痉挛部位程度。在选择性动脉螺旋CT血管造影的VR、SSD图像显示较好层面(即没有伪影、图像清晰、光滑)上，采用DSA测量相似的方法，利用CT工作站上的软件进行动脉瘤的数据测量。并观察动脉瘤内有无血栓形成、与周围组织关系、载瘤动脉血管痉挛程度等。 1.6统计学处理采用SPSSl0.0软件包、SAS 6.12软件包及Excel软件进行数据处理。应用配对资料的t检验，对DSA和CTA的VR和SSD测量的动脉瘤大小进行统计分析，P<0.05有显著统计学意义。 2 结果 2.1小动脉瘤模型的制作 28只健康新西兰大白兔，共成功建立24枚囊状侧壁型小动脉瘤模型。肉眼观察在兔颈总动脉侧壁上见一小的鲜红色囊状动脉瘤，大小2-4mm。动脉瘤体近心端与远心端动脉管腔充盈良好，肉眼可见随动脉搏动而有略扩张和回缩现象交替发生。 2.2选择性颈总动脉数字减影血管造影(DSA)结果建立24枚囊状侧壁型小动脉瘤模型中，22例用Magic 1.2 F微导管选择性颈总动脉插管成功。2例因动脉瘤内血栓形成无法取得实验数据，只有20例符合研究要求，DSA造影图像上，可见动脉瘤呈囊状突出于颈总动脉，瘤体呈光滑圆形或椭圆形。20例研究对象在动脉瘤纵径与球管垂直方位上造影见造影剂从动脉瘤远心端进人瘤体内，由动脉瘤近心端流出瘤体，随着造影剂的注人，动脉瘤体内的造影剂的浓度逐渐加深从而充盈整个动脉瘤。 2.3选择性动脉螺旋CT血管造影所见造影轴位原始图像见兔颈总动脉为一圆形高密度影。在兔颈总动脉侧壁见一囊状突出物，其强化密度与颈总动脉一致。在CT图像工作站上通过对CT原始容积数据进行容积重建、表面重建和内镜重建，显示动脉瘤呈囊状突出于颈总动脉侧壁，通过不同角度观察，可明确动脉瘤的形态及与载瘤动脉的关系。 2.4CTA和DSA影像的比较 CTA的VR与DSA对动脉瘤纵径、瘤体宽、瘤颈宽、指导DSA最佳角度、动脉瘤顶／颈的值、动脉瘤与载瘤动脉夹角测得的数据经配对资料的t检验，P>0.05，两组数据无显著统计学差异，说明CTA的VR与DSA效果相同。CTA的SSD与DSA对动脉瘤纵径、瘤体宽、瘤颈宽测得的数据经配对资料的t检验，P<0.05，SSD测得的数据较DSA测得的数据偏大。CTA的SSD与DSA对指导DSA最佳角度、动脉瘤顶／颈的值、与载瘤动脉夹角测得的数据经配对资料的t检验，P>0.05，两组数据无显著统计学差异，CTA的SSD与DSA效果相同。DSA与IACTA对比剂的用量经配对资料的t检验，P<0.05，DSA比IACTA所用的对比剂量明显增多。 3 讨论 3.1动物模型的建立本实验方法建立的兔颈总动脉囊状侧壁型小动脉瘤模型的动脉瘤瘤壁实际为静脉壁，与临床动脉瘤瘤壁组织结构是不同的，但本实验只做诊断上的大体形态学研究，适合于人体颅内动脉瘤的影像学研究。 3.2 SCTA的扫描技术为了获得较好的VR和SSD图像，在扫描参数的选择上遵循以下原则：①尽可能薄的扫描层厚，当层厚小于要观察的血管直径时，这时容积效应对重建图像影响最小，重建的血管清晰；②较慢的检查床移动速度，螺距为1.0时可提高图像分辨率；③较小的重建间隔使层面之间尽可能重叠，最好达50％以上；④尽可能大的重建矩阵，如512×512；⑤合适的重建过滤；⑥较小的扫描视野以提高感兴趣区的分辨率。 3.3 CT容积扫描数据重建成像 CT薄层无间隔扫描是获得良好VR、SSD和VE图像的基础。三维表面重建(SSD)采用像素阈值(CT值)的方法对器官组织的表面轮廓进行重建，实质器官的表面和内部结构被作为同等密度重建，重建出的3D图像只能显示器官外表面形态轮廓。它的主要价值在于使病变与周围结构的空间关系更直观，还具有实时旋转、电影显示、三维切割、透射组织等功能，能使立体结构的前、后、左、右各个面清楚显示出来^[1]，从而协助制定手术计划。容积重建(VR)是含有物体内部结构的显示方法，能够做任意断面的切出或进行内部透视法观察，而且还能加上伪彩色，从而能更直观准确地显示解剖学构造，所获得的VR图像保持了CT数据装置的原始解剖空间关系，在显示血管和病灶的空间关系较满意，且有深度感。我们利用内镜重建技术和导航技术，所有模型兔均获得了较好的CTVE动态重建图像。 3.4动脉瘤CTA与DSA的比较分析本实验将CTA的VR法、SSD法和VE法三种后处理方法所获得的图像与DSA的结果进行比较。DSA常规正侧位造影时，动脉瘤与血管互相重叠而不易明确彼此的三维空间关系，通过旋转球管获得最佳显示动脉瘤与载瘤动脉关系的投照角度，这个角度对介入治疗非常重要，往往需尝试多个投照角度和多次造影^[2]。CTA的血管图像为三维图像、成像精确度高，而且可随意旋转、编辑、测量，有多种成像方法，应用CTA在动脉瘤血管内治疗前多角度旋转图像，然后分析比较，可对DSA造影和介人诊疗提供最佳的指导。 CTA的后处理方法对显示小动脉瘤(小于4 mm)的形态、瘤颈、瘤底、与载瘤动脉的夹角、指导DSA最佳投照角度、周围血管和组织的关系等方面有明显的优势，在造影剂用量、介入操作时间、选择动脉瘤的治疗方法上将更有利于病人^[3]。检查时间短，病变定位准确，由于CT扫描图像及数据经3D软件处理可获得血管的空间立体结构，并且可以多方位、多角度旋转以使病变得以最清晰显示，可更好地分析动脉瘤的构造，为介入治疗和手术人路的设计、术中安全操作提供直观的影像学资料和准确的数字资料，大大方便了临床手术或介入治疗方案的制定^[4，5]。CTA存在的不足主要在于成像过程只能针对可疑有动脉瘤的部位，是部分血管显像，因此可能会出现遗漏；不能全面反映血管的血流动力学特点，只能获得某一时相的血管影像^[6]。CTA的重建图像受人为因素(CT阙值的设定)的影响较大，无法区分血管壁的血栓或钙化。CTA在一些多骨骼突起的部位或靠近颅骨的病变的显示有困难。所以，在任何血管性病变的手术或介入治疗前，都应该行DSA血管造影得到确切的诊断。CTA作为无创伤的诊断方法，可以在术前提供有价值的诊断信息，对术前治疗方案的制定和介入器材的准备等都有重要的价值。对术后随访，CTA可以无创伤地反复检查，在许多情况下是可以代替有创伤性的DSA血管造影的。hc360慧聪网医疗器械行业频道慧聪医疗器械医疗器械医疗设备 CT B超
信息来源：詹松华宋国红杨振燕等


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