安靜

臨淄區(qū)人民醫(yī)院 CT室，山東 淄博 255400

CT血管造影圖像后處理技術(shù)

安靜

臨淄區(qū)人民醫(yī)院 CT室，山東 淄博 255400

0 前言

腦血管病又稱腦血管意外、腦中風(fēng)或腦卒中，是由腦部血液循環(huán)障礙導(dǎo)致的以局部神經(jīng)功能缺失為特征的一組疾病。根據(jù)其病理變化分為出血性和缺血性腦血管病兩類。通常突然起病，以頭痛、嘔吐、昏迷、短時(shí)間內(nèi)肢體活動(dòng)障礙為特征的腦出血易被發(fā)現(xiàn)，但頭痛癥狀較輕的蛛網(wǎng)膜下腔出血極易被忽視，這種情況下頭顱CT掃描對(duì)于發(fā)現(xiàn)和診斷蛛網(wǎng)膜下腔出血具有重要價(jià)值。

CT血管造影（CT Angiography，CTA）對(duì)于腦動(dòng)脈瘤的發(fā)現(xiàn)和診斷有一定的優(yōu)勢(shì)。CTA是采用CT增強(qiáng)掃描，利用三維重建技術(shù)顯示顱內(nèi)血管的一種新的檢查手段[1-3]。近年來，CTA成為診斷蛛網(wǎng)膜下腔出血病人是否存在顱內(nèi)動(dòng)脈瘤的首選方法。CTA與多層螺旋CT結(jié)合，能更好地顯示動(dòng)脈內(nèi)血栓及其梗死范圍，在判斷動(dòng)脈近端或遠(yuǎn)端閉塞，選擇動(dòng)脈內(nèi)溶栓抑或靜脈溶栓方面有重要的參考價(jià)值。多層CT能顯示頸內(nèi)動(dòng)脈和椎動(dòng)脈的整個(gè)行程，包括顱內(nèi)段和顱外段，還能顯示側(cè)支循環(huán)；另外還可模擬開顱手術(shù)并從手術(shù)野觀察動(dòng)脈瘤的指向、瘤頸的位置、動(dòng)脈瘤與鄰近血管及顱底骨的空間關(guān)系，為外科手術(shù)治療提供很好的治療方案[4-6]。

1 基于64排螺旋CT的CTA掃描方法

應(yīng)用64排螺旋CT掃描機(jī)，先常規(guī)行顱腦平掃，再行小劑量造影劑試驗(yàn)，描繪出時(shí)間－密度曲線，并通過時(shí)間-密度曲線確定最佳延遲掃描時(shí)間，再行CTA檢查。CTA掃描線平行于聽眥線，從顱底向顱頂掃描；在肘靜脈建立通道，經(jīng)高壓注射器注入80～100 mL碘對(duì)比劑，注射速度為3.0 mL/s；延遲掃描時(shí)間為13～22 s，掃描條件為120 kV，280 mA，掃描層厚1.25 mm，連續(xù)掃描采集；重建間隔0.625 mm，輸入原始數(shù)據(jù)后，在Philipsworkstation工作站上進(jìn)行后處理重建。圖像后處理重建技術(shù)包括容積再現(xiàn)（Volume Rendering，VR），最大密度投影法（Maximum Intensity Projection，MIP）及表面遮蓋顯示法（Surface Shaded Displace，SSD）。

對(duì)于原發(fā)性蛛網(wǎng)膜下腔出血，高度懷疑為顱內(nèi)動(dòng)脈瘤或動(dòng)靜脈畸形的患者，傳統(tǒng)方法是行腦血管造影（DSA）檢查，其結(jié)果也作為其他檢查的金標(biāo)準(zhǔn)。多層螺旋CT血管造影（Multislice CT Angiography，MSCTA）成像技術(shù)是新發(fā)展起來的無創(chuàng)技術(shù)，其提供的三維重建圖像可以多方位觀察血管、腫瘤及病變周圍血管情況，提供血管內(nèi)外的影像信息，顯示血管與鄰近結(jié)構(gòu)的關(guān)系；顯示出動(dòng)靜脈畸形的主要供血?jiǎng)用}與引流靜脈，基本滿足臨床需求，有助于手術(shù)及放射治療計(jì)劃的制定。因此有學(xué)者認(rèn)為，MSCTA可作為血管性病變，特別是動(dòng)脈瘤篩選的首選方法，其在診斷動(dòng)脈瘤方面可以替代DSA。下面介紹幾種CTA圖像后處理技術(shù)的概念及特點(diǎn)。

2 CTA圖像后處理技術(shù)

（1）多層面重建（Multiplanar Reconstruction，MPR）是利用計(jì)算機(jī)將感興趣區(qū)各個(gè)不同層面的像素重新排列的技術(shù)，能連續(xù)組合各個(gè)層面的圖像，獲得同直接影像一樣的高精度矢、冠狀位圖像和隨意角度的斷面圖像，真實(shí)再現(xiàn)病變部位的全貌。

（2）最小密度投影法（Minimum Intensity Projection，MinIP）是一種簡單形式的容積顯示技術(shù)，是在螺旋CT采集的原始容積數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，將所選取容積中最低衰減體素投影成二維圖像，即僅計(jì)算穿過所選取掃描部位每條射線上最低密度像素而投影產(chǎn)生圖像的技術(shù)，該技術(shù)僅顯示10%的原始數(shù)據(jù)。MinIP可分辨支氣管內(nèi)純氣體與肺實(shí)質(zhì)之間50～150 HU的輕微密度差異，這就是4級(jí)以下支氣管仍能在MinIP上得以顯示的原因。由于縱隔實(shí)質(zhì)結(jié)構(gòu)顯著高于肺實(shí)質(zhì)密度，因而這種周圍結(jié)構(gòu)的良好天然對(duì)比使MinIP在顯示中央氣道時(shí)明顯優(yōu)于單純的橫斷位CT圖像，但目前在顯示周圍支氣管方面仍很局限。在胸部影像診斷中，MinIP還是一種集檢測(cè)、定位及定量磨玻璃樣密度和線樣密度最理想的圖像后處理技術(shù)，因而也常應(yīng)用于肺氣腫、間質(zhì)性肺炎等彌漫性肺疾病中。MinIP在肺部的應(yīng)用主要是由于它能直接屏蔽肺血管和肺裂等高密度結(jié)構(gòu)，同時(shí)能在均勻的正常肺組織背景中突出肺內(nèi)更低密度區(qū)而獲得很高的對(duì)比度。

（3）容積再現(xiàn)（Volume Rendering，VR）是使假定的投射線從給定的角度上穿過掃描容積，對(duì)容積內(nèi)的像素信息作綜合顯示的技術(shù)。需結(jié)合深度、遮蔽表面顯示技術(shù)、旋轉(zhuǎn)技術(shù)及適當(dāng)?shù)男盘?hào)強(qiáng)度切割技術(shù)共同施行，是目前最接近常規(guī)血管造影最高級(jí)別的三維顯示方法。其原理是利用計(jì)算機(jī)計(jì)算出每個(gè)像素內(nèi)各種物質(zhì)的百分比，并且顯示物質(zhì)為不同的灰度，在重建圖像表現(xiàn)為不同的亮度；可賦予影像不同的偽彩與透明度，給出近似真實(shí)的三維結(jié)構(gòu)的感覺。該方式在重建中丟失的數(shù)據(jù)信息很少，可更好地顯示解剖結(jié)構(gòu)的空間關(guān)系，突出顯示血管與周圍組織的關(guān)系，可顯示血管三維立體結(jié)構(gòu)，對(duì)管腔內(nèi)病變更加敏感。VR技術(shù)利用了CT機(jī)所采集的全部數(shù)據(jù)，具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，圖像顯示方面具有檢查方法簡單、無創(chuàng)傷、檢查時(shí)間短，無血管損傷及卒中的危險(xiǎn)，可很好地顯示鈣化，不受金屬夾限制，空間定位準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)；同時(shí)能透過骨骼，不阻擋血管結(jié)構(gòu)的顯示，具有良好的解剖參照標(biāo)志，能顯示重疊血管，鑒別血管管腔結(jié)構(gòu)等。

（3）最大密度投影（Maximum Intensity Projection，MIP），有時(shí)又稱為“最大亮度投影”，是在可視化平面之上投射三維空間數(shù)據(jù)的一種計(jì)算機(jī)可視化方法，是最常用并最具診斷價(jià)值的一種方法。通過計(jì)算沿著穿過被掃描物體的每條射線上所遇到的最大像素強(qiáng)度產(chǎn)生圖像，因而能較好地顯示細(xì)小血管及血管壁鈣化，重建出類似腦血管造影（DSA）的圖像，但其圖像的產(chǎn)生依賴計(jì)算機(jī)的不同計(jì)算模式，仍無法鑒別密度值近似的骨組織和血管影像之間的不同。該技術(shù)可以同時(shí)顯示雙側(cè)頸內(nèi)動(dòng)脈及基底動(dòng)脈及其分支，可以從不同角度進(jìn)行投影，不僅能顯示動(dòng)脈瘤本身，還能顯示鈣化。其中，沿著從視點(diǎn)到投影平面的平行光線，各個(gè)體素密度值所呈現(xiàn)的亮度將以某種方式加以衰減，并且最終在投影平面上呈現(xiàn)亮度最大的體素。

（4）表面遮蓋法（Surface Shaded Displace，SSD）是通過計(jì)算機(jī)被掃描物表面所有相關(guān)像素?cái)?shù)學(xué)模式的方法產(chǎn)生圖像的技術(shù)，當(dāng)設(shè)定某一CT閾值后可較好地顯示感興趣區(qū)內(nèi)血管的三維空間結(jié)構(gòu)，但其信息的采集受部分容積效應(yīng)和小血管造影充盈不均勻的影響，因而對(duì)血管腔和動(dòng)脈瘤內(nèi)徑地測(cè)量不準(zhǔn)確，不能顯示血管壁鈣化和細(xì)小血管。其優(yōu)勢(shì)是立體感強(qiáng)，病變與顱底骨二維重建可同時(shí)顯示，故可明確病變與顱底骨的立體解剖關(guān)系，對(duì)于手術(shù)方案的確定有很大幫助。但SSD顯示動(dòng)脈瘤的形態(tài)、大小對(duì)重建前閾值的選擇依賴性較強(qiáng)，常常因?yàn)椴磺‘?dāng)?shù)拈撝颠x擇而不能正確顯示動(dòng)脈瘤的形態(tài)和大小。

（5）仿真內(nèi)窺鏡法（Virtual Endoscopy，VE）是在螺旋CT連續(xù)掃描獲得的容積數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，通過調(diào)整CT值閾值及透明度，使不需要觀察的組織透明度變?yōu)?00%，從而消除其影響，使需要觀察的組織透明度變?yōu)?，保留其圖像，再通過調(diào)節(jié)人工偽彩色，即可獲得類似纖維內(nèi)窺鏡觀察的仿真圖像。該技術(shù)利用遠(yuǎn)景投影軟件功能調(diào)整視屏距、物屏距、視角、透視方向及燈光，以管道內(nèi)腔為中心，不斷縮短物屏距（調(diào)整Z軸），產(chǎn)生出目標(biāo)物體不斷靠近觀察者的、放大的多幅圖像，可達(dá)到電影回放速度，產(chǎn)生類似纖維內(nèi)窺鏡進(jìn)動(dòng)和轉(zhuǎn)向觀察效果的動(dòng)態(tài)重建圖像。

3 CTA成像方法差異及與DSA的比較

與DSA相比，CTA的優(yōu)勢(shì)在于：① 無創(chuàng)，患者只需通過手臂靜脈注入造影劑，通過螺旋CT掃描即可完成檢查，無任何痛苦；② 成像快，CTA檢查準(zhǔn)備好后，注藥到掃描完成的時(shí)間＜1 min，對(duì)于有些躁動(dòng)患者，給鎮(zhèn)靜藥后也能進(jìn)行檢查；③ 圖像清晰、準(zhǔn)確可靠，CT掃描完成后可通過計(jì)算機(jī)三維技術(shù)重建3D圖像，從不同角度顯示動(dòng)脈瘤，反映動(dòng)脈瘤的所有特征，包括動(dòng)脈瘤頸、動(dòng)脈瘤囊、瘤壁鈣化和血栓形成等[7-8]。

[1] 陳小飛,張為艷,王建紅,等．CT血管成像對(duì)急性缺血性小卒中患者復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)測(cè)價(jià)值[J]．中西醫(yī)結(jié)合心腦血管病雜志, 2013,11(7):818-820．

[2] 鄭勇．CTA(雙源)與冠脈造影診斷冠心病對(duì)比分析[J]．中西醫(yī)結(jié)合心腦血管病雜志,2013,11(9):1130-1131．

[3] 史恒瑞,趙建民．64排螺旋CT血管造影技術(shù)在主動(dòng)脈夾層診斷中的價(jià)值[J]．中國實(shí)用醫(yī)刊,2013,40(17):93-94．

[4] 任春慧,姜華,李強(qiáng),等．64排螺旋CT腦成像在診斷腦血管畸形中的應(yīng)用價(jià)值[J]．中國醫(yī)療設(shè)備,2013,28(6):159-161,150．

[5] 畢陽,馬于平．64排螺旋CT圖像后處理在急性闌尾炎診斷中的價(jià)值探討[J]．中外醫(yī)學(xué)研究,2012,10(20):53-53．

[6] 楚延清,吳慧．64排螺旋CT冠狀動(dòng)脈成像對(duì)心肌橋的診斷價(jià)值[J]．中國現(xiàn)代醫(yī)生,2012,50(20):144-145．

[7] 楊天富,何華．多層螺旋CT血管造影在診斷頸動(dòng)脈狹窄疾病中的臨床應(yīng)用[J]．中外健康文摘,2012,9(20):28-29．

[8] 段惠新,閆林,張曉燕．MSCTA在顱內(nèi)動(dòng)脈瘤中的應(yīng)用[J]．中外健康文摘,2012,9(6):37-38．

Image Processing Technology of CT Angiography

AN Jing
CT Room, Linzi District People’s Hospital, Zibo Shandong 255400, China

本文闡述了多層面重建法（MPR）、最小密度投影法（MinIP）、容積再現(xiàn)（VR）、最大密度投影（MIP）、仿真內(nèi)窺鏡法（VE）、表面遮蓋法（SSD）等CT血管造影（CTA）方法的概念及技術(shù)特點(diǎn)，并通過與腦血管造影（DSA）檢查進(jìn)行比較，探討了CTA的優(yōu)勢(shì)。

CT血管造影；64排螺旋CT；腦血管造影；圖像重建

This paper introduces the concepts and characteristics of various image processing technologies of CT angiography (CTA) including multiplanar reconstruction (MPR), minimum intensity projection (MinIP), volume rendering (VR), maximum intensity projection (MIP), virtual endoscopy (VE), Surface Shaded Displace (SSD). Then discusses the advantages of CTA by comparing CTA with digital subtraction angiography (DSA).

CT angiography; 64-slice spiral CT; digital subtraction angiography; image reconstruction

R814.43

C

10.3969/j.issn.1674-1633.2014.05.026

1674-1633(2014)05-0080-02

2014-3-21

本文作者：安靜，主治醫(yī)師。

作者郵箱：wyzq8888@126．com