螺旋CT血管造影的临床应用进展
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发布时间：2024-08-20 01:10
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时间：2024-08-22 19:29
安永平、孙丽华综述 闫文明（审校）
《中华实用医药杂志》2007年第1卷第1期：33-36
[摘要] 利用螺旋CT对靶血管在内的受检层面进行连续不间断的薄层立体容积扫描，然后运用计算机进行图像后处理，最后使靶血管立体显示的血管成像技术。CTA是螺旋CT的一项特殊应用，临床实践表明，合理应用CTA能提供与常规血管造影相近的诊断信息，而且具有扫描时间短，并发症发病率低等优势。
[关键词]；螺旋CT；血管成像；X线计算机
[中图分类号] R814.3、 R814.42 [文章标识码] B [论文编号]
CT血管造影（简称CTA）是指经静脉注入对比剂后，利用螺旋CT对靶血管在内的受检层面进行连续不间断的薄层立体容积扫描，然后运用计算机进行图像后处理，最后使靶血管立体显示的血管成像技术[1]。CTA是螺旋CT的一项特殊应用，临床实践表明，合理应用CTA能提供与常规血管造影相近的诊断信息，而且具有扫描时间短，并发症发病率低等优势。但是要想把CTA灵活应用到临床各种疾病的诊断中去，就需要对螺旋CT的基础知识，碘对比剂的最佳应用方式和计算机三维成像技术有较全面的认识[2]，现综述如下：
一、CTA的应用技术
1，成像范围的选择 CTA的成像范围取决于我们所要观察的解剖部位以及所要解决的临床诊断问题。先在我们预先设定好成像范围进行轴位扫描，以此来确定CTA的起点和终点，然而就诊断而言，CTA所覆盖的范围愈大愈好。为了能更好地反应病变的部位和提高临床诊断率，同时也要选择合适的成像参数。
2，成像参数的选择 螺旋CT的扫描体积（V）=扫描层厚（SW）×螺距（pitch）×连续扫描时间（ST）[3]，因此层厚和螺距是我们选择的两个重要参数。螺距为球管旋转3600时床动的距离与准直器宽度之比。扫描层厚愈大，同一扫描时间内的覆盖容积越大，但是空间分辨率却下降；扫描层厚愈小，空间分辨率越高，同一扫描时间内的覆盖容积越小。颅内CTA要显示较细小的血管，故空间分辨率越高越好，用1mm的层厚较为合适。腹部血管较粗大，又要求覆盖容积尽量大，5mm扫描层厚的空间分辨率可满足要求，而且能覆盖较大的容积。螺距越大，同一时间内扫描覆盖容积越大，但是信息总量则减少，故图像分辨率降低；反之螺距越小信息总量明显增加，图像分辨率也增加。螺距在颅脑血管和肾动脉CTA以1.0为最好，在腹部则以1.5--2.0为宜。CTA大部分以30秒扫描时间为一个扫描间期，究其原因有以下两点；（1）胸腹CTA均需屏气扫描，大部分病员屏气难以超过30秒；（2）在球管电流一定的情况下额定的球管热容量不允许过长的连续曝光。在扫描条件一定的情况下，扫描视野（field of view;FOV)越小，空间分辨率越大，故而CTA要把FOV控制在允许的最小范围内。
3，对比剂的运用 静脉对比剂的恰当使用是CTA成功的另一个重要因素。由于要控制给药速度、药量以及从开始给药到扫描的延迟时间，高压注射器是必备的设备。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，关键是bolus强化过程要同受检者的血液动力学相匹配。由于个体差异，必须先测定循环时间，由于根据心率和/或血压以及不同对比剂推算的近似值很不精确，可使约40%的血管达不到最佳强化。具体操作方法如下：以5ml/s的速度从前臂静脉注射碘对比剂20ml,在bolus后8--30秒间，于预定测试点进行每两秒一次的轴位螺旋扫描，然后据此画出一条时间密度曲线。根据这个曲线以确定螺旋扫描时bolus注射对比剂后延迟扫描的时间。
4，扫描后的原始数据的计算机后处理（CTA的重建） 扫描完毕后，把原始数据送入计算机工作站，进行CTA的后处理，为了降低部分容积效应的影响，提高细小血管的检出率，并使三维图像更加平滑，要将扫描数据以33%的重叠重建成横断图像。通过螺旋CT连续容积扫描模式获得容积数据，经过三维工作站可将原始数据进行多种方式的重建（MIP，SSD，VR，CPR）血管可在任何水平和方向上重建。
目前，临床上CTA的显示方法大致有三种：遮蔽表面显示（shaded surface disply;SSD）、 最强信号投影（maximum intensity projection;MIP）和斜（曲）面合成（oblique or curve planar reformation）。（1）对于大多数病例而言，SSD可直接从重建图像中合成，而不必对原始数据进行编辑。SSD的合成首先要设置一个域值，删除那些高于及低于这个域值的象素，所有剩余的象素经计算机处理合成一个面对某方向光源的表现像。这种表面反射像以灰阶编码。SSD可显示血管的微小结构，对血管重叠区域的描述有很大价值。由于选择单一域值，钙化斑不能与血管腔内的对比剂区分，由于部分容积效应使狭窄部位象素的CT值低于域值时，血管的狭窄会被错误的显示为不连续。（2）MIP图像与DSA、常规血管造影相仿。由于高密度结构如骨和钙化密度高于含对比剂的血管，MIP图像上可以和血管区别。充盈对比剂的血管和周围组织对比明显，可显示血管狭窄的程度、溃疡和斑块。但有时严重的钙化可以掩盖狭窄的管腔。MIP是用最大值做编码从某一设定方向对容积数据进行每一投射束的投影，合成一桢投影图像，一桢单独的MIP图像并不能提供三维效果，可以沿某一轴转动，每隔若干角度做一桢MIP图像，来获得多个不同角度的投影图像，这样就能表达三维关系。也可以把这些图像依次在荧光屏上以电影形式显示出来，动态观察三维关系。由于图像灰阶是根据X线衰减值来编码的 ，所以在SSD图像中因域值编码造成的局限性在MIP图像中不会存在。血管壁上的钙化斑能清楚的与血管内对比剂区分开来。MIP图像的局限性是在血管重叠区，这时更高密度的血管会掩盖相对低密度的血管。在MIP之前，对原始图像进行编辑对提高MIP的图像质量很有帮助。（3）斜（曲）面合成图像是在断层像上设置一条直或曲线，沿这条直（曲）线合成一桢一个象素厚的与原断层像垂直的斜（曲）面图像。这种图像主要用来从纵轴观察靶血管的形态与走行。它是MIP和SSD技术的补充，它可显示扭曲的血管。但是，斜（曲）面合成在很大程度上依赖于操作者的水平，存在人为的误差，如斜（曲）面选择不准确，或病变被掩盖，或产生假阳性结果。
二、CTA的临床应用
1，腹部：
（1）腹主动脉：CTA适用于腹主动脉的动脉瘤的术前评价，它可以确定动脉瘤的大小以及累及的范围，受累的动脉分支以及受累动脉的狭窄程度。CTA可以做不同角度的投影，故对于观察肾旁及肾上动脉瘤的瘤颈以及与周围的复杂关系优于常规血管造影。对于主动脉夹层，可勾画出主动脉分支的受累和假腔对真腔的压迫。
（2）肠系膜动脉：CTA在显示腹腔动脉和肠系膜上动脉狭窄方面已被常规血管造影所证实，还可清楚显示其侧枝旁路血管。
（3）肾动脉：CTA能准确检出并显示肾动脉的狭窄部位，且其狭窄分级与常规血管造影基本相符，在重建方法上MIP优于SSD。肾动脉狭窄后的扩张，造影后肾脏大小和密度的异常增加CTA的特异性，这充分说明血管狭窄以大于70%，并已产生有意义的血液动力学改变。
（4）血管内金属支架：CTA可很好地显示血管内支架及其移植物。MIP-CTA能观察支架与主动脉分支血管的关系，但是无法显示支架的内腔，其原因为内腔被金属支架的高密度所掩盖而模糊不清。用SSD-CTA观察金属支架受到限制，SSD只能显示被支架撑粗的血管外形。斜（曲）面断层像可从支架长轴作断层，故被认为是评价金属支架内部情况，有无内壁增生和支架变形的很有价值的方法。同常规血管造影相比，CTA能更清晰的显示支架移植物的脱落、移植物周围对比剂的泄露。
2，肺部：
（1）肺栓塞：与常规血管造影一样，肺循环CTA可直接显示肺血管腔内血栓，表现为完全或部分充盈缺损，铁轨征等。有文献证实CTA对中央动脉疾病和肺动脉段显示的准确性都优于MRI和常规血管造影。
（2）肺动脉瘤：CTA对本病的诊断率颇高，表现为当中央肺动脉强化一致的圆形肺肿块影，它除了能准确定位外，尚能提供许多术前特别是栓塞前十分重要的信息，因为超选择栓塞肺动脉瘤前必须准确显示供血动脉[4]，而三维SSD及MIP均有助于显示动脉瘤大小、形态、数目、有无血栓形成及栓塞前供血动脉内径的测量[5]，因此CTA是肺动脉瘤术前必不可少的成像方式。
（3）螺旋CT对外周肺血管的评价：螺旋CT已广泛应用于弥漫性肺疾病的评价，但对微小结节及小叶中心病灶的评价仍有局限性。滑动薄层块MIP是一种较理想的技术 ①可显示比各自薄层断面更长的亚毫米血管。②MIP计算法使对比分辨率加强。③背景均值维持在较低水平。④不注射对比剂，背景无强化。
（4）滑动薄层块MIP的另一个临床应用是不增强而显示肺内微小动静脉瘘[16]。
（5）先天性肺疾病：CTA在显示先天性肺血管畸形方面亦有一定的诊断价值，为先天性肺血管畸形的治疗提供可靠的临床依据。
3，肝脏：肝脏CTA能明确显示肝肿瘤血管，对肝动脉受侵可提供形态学诊断依据。通常对肝癌和肝血管瘤能予以区分。
4，肾脏：肾动脉主干能经CTA满意显示，但肾实质内细小动脉分支的显示不满意。
5，颅脑：
（1）颈内动脉：CTA的准确性取决于运用图像处理技术对钙化斑的补偿，因为在大多数动脉中钙化斑与狭窄密切相关。自动区域增长技术在SSD中用来消除钙化斑以更清晰地显示血管狭窄部位和程度。有文献报道，在无分解的MIP-CTA中，原始轴位图像的分析对准确判断血管狭窄的级别很有意义。另有报道称，如果对比剂的用量和流速选择不当，扫描层厚过宽（5mm），又没有钙化补偿方法，常规血管造影与CTA之间的符合率仅有50%。以上结果表明CTA的成像技术运用对获得高质量图像从而提高诊断准确率有着举足轻重的作用。
AVA软件重建血管是一个智能血管分析软件，是MIP与多方位的曲面重建相结合的重建方法，MIP图像可以观察整体血管的轮廓，但不能显示狭窄与周围骨质及动脉硬化斑块的关系；将迂曲的血管变成直线血管的图像，同时给出对应的血管内径曲线，可以显示狭窄部位，可在此图像上选择参考血管，狭窄段的起始端，软件会自动找出狭窄最严重的部位，多方位重建图像可以从各个方向观察狭窄，在血管走行方向垂直的狭窄断面图像上，自动计算狭窄处的面积，使狭窄程度的计算更准确。
VR技术以域值技术为基础，计算机将选定域值范围内的体素重构成图像。当有钙化和骨质影响时，VR不能满意显示血管，如血管钙化，其周围的狭窄显示不满意，骨质密度较高，在骨质与血管接近的部位，如颅底周围的颈内动脉，横突孔周围的椎动脉，受部分容积效应的影响，骨质与血管不能分离，相应部位的血管显示受影响。VR技术另一个局限性是与重建者的技术有关，域值选择不当，会删除小血管，夸大血管狭窄程度或明显狭窄的血管显示不满意。
（2）颅内血管：初步研究表明CTA可用于评价Willis环和椎基动脉系统，用来显示动脉瘤、狭窄和先天异常。对颅内较细小的动脉显示，应用1mm扫描层厚，亚毫米的重建间隔。对近颅底的某些动脉分支，三维重建之前应先删除骨结构。滑动薄层MIP对观察颅内血管是一种优秀的方法。
据国外文献报道，用亚秒螺旋CT、3D―SSD重建技术已成功地显示出颅内外全程椎―基底动脉。这将为螺旋CTA对颈动脉及椎动脉狭窄的影像诊断提供更为广阔的前景。
三、讨论
研究结果表明，CTA可以清楚地显示主动脉、椎动脉、肾动脉、下腔静脉、颈总动脉、颈内动脉、颈外动脉主干；大脑动脉、肺动脉、肺静脉、腹腔动脉及股动脉的主干和它们的1―3级分支；门静脉系统（包括肠系膜上静脉、脾静脉、门静脉主干及1―3级分支和3支肝静脉和它们的1―3级分支）。CTA可靠性好，与常规血管造影符合率高。CTA显示血管的情况除与螺旋CT本身的性能有关外，主要与被测血管腔内对比剂浓度，扫描条件及血管重建方法有关。（1）血管腔内对比剂浓度则与对比剂的种类、碘含量、注入总量、流速、扫描延迟时间、注入对比剂的部位及病人循环状况有关。（2）扫描方向与血流方向一致，如扫描胸腹主动脉应从头侧向足侧扫描，扫描门静脉和肝静脉应从足侧向头侧，最大限度的利用血管内对比剂增强的高峰期。
随着螺旋CT的问世和CTA技术的不断发展和完善，CTA已广泛应用于各临床学科，尤其在颈动脉和椎基底动脉方面的应用尤为突出，究其原因如下：脑血管病是当今人类三大死亡原因之一。大量临床报道显示颅外段颈动脉狭窄与缺血性脑血管病密切相关，颈动脉内膜血栓或硬化斑块脱落可引起短暂性脑缺血发作（TIA）及脑卒中的临床症状。颈动脉狭窄程度>70%即为重度狭窄，应考虑行预防性颈动脉内膜切除术[6-8]。以往对颈动脉狭窄的诊断主要依靠DSA，近年来，无创性或微创性的影像学检查如DUS、MRA、CTA等开创了颈部血管的新方法，在及早发现、监测颈动脉狭窄及术后随访方面应用日益广泛。
然而，CTA与常规血管造影相比各有其优缺点，一直以来DSA无疑是评价狭窄的金标准，但其有2%~3%的危险性[9]，可能的并发症为插管造成的血管痉挛，动脉硬化斑块脱落等。CTA技术不需要经动脉插管，对无明显症状的患者以及高龄患者更易接受。而SCTA的优点是能显示血管壁钙化、附壁血栓，并结合横断面及多平面重建图像更清楚地显示管腔、管壁和临近组织；还可进行三维成像，更加逼真地显示血管病变立体形态及其与周围结构关系；检查方法简单易行，无创伤性，检查时间较DSA短，且费用相对低。SCTA的缺点是当欲检查的血管范围较大，在对比剂总量和球管容量具有一定限制条件下，只能增加层厚和螺距进行扫描，其结果是信噪比和分辨率下降。大量事实说明，对大血管的病变，SCTA可作为首选方法之一，可以替代DSA检查。
参 考 文 献
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