MRI與3D-DSA融合技術(shù)在腦動靜脈畸形手術(shù)的應用研究

張翔圣 張鑫 張慶榮 吳琪 文立利 茅磊 吳偉 杭春華

(南京軍區(qū)南京總醫(yī)院神經(jīng)外科，江蘇 南京 210002)

·論著·

MRI與3D-DSA融合技術(shù)在腦動靜脈畸形手術(shù)的應用研究

張翔圣 張鑫*張慶榮 吳琪 文立利 茅磊 吳偉 杭春華

(南京軍區(qū)南京總醫(yī)院神經(jīng)外科，江蘇 南京 210002)

目的初步探討磁共振成像(MRI)與三維數(shù)字減影血管造影(3D-DSA)圖像融合技術(shù)在顱內(nèi)動靜脈畸形(AVM)手術(shù)中的應用價值。方法回顧分析南京軍區(qū)南京總醫(yī)院神經(jīng)外科2015年1月至2015年4月診斷明確為AVM的6例患者，術(shù)前均行MRI與3D-DSA檢查，并行MRI與3D-DSA影像融合。根據(jù)MRI與3D-DSA融合圖像進一步制定手術(shù)方案行顯微直視手術(shù)切除。結(jié)果所有患者MRI與3D-DSA融合圖像不僅可清楚的顯示AVM與周圍神經(jīng)結(jié)構(gòu)之間的空間關(guān)系，同時對部分合并微小動脈瘤或小血管畸形的患者可清晰的顯示病變在血腫或腦組織之間的位置。所有患者行顯微直視手術(shù)切除術(shù)后均恢復良好，復查腦血管造影未見明顯畸形血管團殘留。術(shù)后6例患者均行MRI隨訪，AVM均無復發(fā)，同時未有新發(fā)神經(jīng)功能障礙及再出血。結(jié)論MRI與3D-DSA融合圖像可為顯微外科手術(shù)切除AVM提供更多重要信息，有效的輔助AVM手術(shù)的術(shù)前規(guī)劃。

顱內(nèi)動靜脈畸形; 磁共振成像; 三維數(shù)字減影血管造影; 融合

顱內(nèi)動靜脈畸形(arteriovenous malformation,AVM)是腦血管畸形最為多見的一種，也是腦血管病醫(yī)師治療的難題。磁共振成像(MRI)與三維數(shù)字減影血管造影(3D-DSA)是AVM術(shù)前診斷的重要影像學檢查，但兩種檢查方式各有利弊。筆者單位對近期收治的AVM患者術(shù)前進行兩種影像檢查結(jié)果的融合，并據(jù)此進一步制定手術(shù)治療方案，術(shù)后均取得良好治療效果，現(xiàn)總結(jié)報道如下。

對象與方法

一、一般資料

收集自2015年1月至2015年4月入住我科診斷明確的6例AVM患者，其中男性1例，女性5例；年齡范圍在9～25歲，平均年齡19.5歲。根據(jù)Spetzler-Martin分級，評分在1分的患者1例，2分的患者4例，1例患者為小腦AVM。所有術(shù)前檢查及手術(shù)治療方案均取得患者及其家屬知情同意。

二、臨床表現(xiàn)

6例患者均以自發(fā)性顱內(nèi)出血為主要臨床表現(xiàn)，病史在1 d至2個月之間。其中以突發(fā)頭痛、嘔吐等顱內(nèi)壓增高為表現(xiàn)患者4例，以反復慢性頭痛表現(xiàn)1例，1例患者以外院血腫清除術(shù)后1月入院。神經(jīng)系統(tǒng)體征：所有患者均意識清楚，其中2例患者合并肢體肌力下降，1例患者存在小腦功能癥狀，其他患者未見明顯陽性體征。

三、影像學檢查

所有患者術(shù)前均行頭顱MRI及3D-DSA檢查。

MRI：使用德國西門子1.5 T MRI掃描儀(Siemens 1.5T ESSENZA)行薄層掃描(層厚1～3 mm，間距1mm)，最終使用T2相。

3D-DSA：使用德國西門子DSA機(Artis Zee Biplane)，采用Seldinger 技術(shù)，用5F導管穿刺股動脈選擇性全腦血管造影，對目標血管行3D-DSA。3D-DSA通過對位后選擇3D模式，行三維旋轉(zhuǎn)造影。對比劑為碘克沙醇，三維采集以3 ml/s速率注射21 ml對比劑，采集圖像，133f/200度數(shù)量先采集蒙片，后采集造影圖像。

影像融合：將患者MRI薄層Dicom原始數(shù)據(jù)與3D-DSA圖像原始數(shù)據(jù)共同導入德國西門子Artis Zee Biplane DSA后處理工作站(syngo XWP)。通過工作站自帶的“3D-FUSION”融合軟件行MRI與3D-DSA融合，融合主要通過患者的骨性標志進行配準，根據(jù)需要可以選擇自動手動或三點配準，精確配準后獲得融合圖像。最后根據(jù)手術(shù)需要，選擇不同切面對融合圖像進一步調(diào)整窗寬，窗位，顯示骨質(zhì)、軟組織、血管等圖像。

四、手術(shù)治療

根據(jù)MRI與3D-DSA融合圖像，確定手術(shù)治療方案。手術(shù)入路包括顳頂部入路、額顳部入路、額顳頂部入路、枕下后正中入路。結(jié)合神經(jīng)導航，在顯微鏡下行AVM切除術(shù)，術(shù)中一般可見陳舊性出血或液化血腫、異常引流靜脈、畸形血管團、多支細小供血動脈等。將畸形血管團周圍供血動脈，引流靜脈等小心離斷、灼燒，徹底切除畸形血管團。對合并末梢型腦動脈瘤的AVM，術(shù)中探查尚可見到動脈瘤病變，同樣對末梢型動脈瘤進行電凝后切除。術(shù)中進行充分止血，術(shù)后標本送檢病理檢查。術(shù)中證實所有患者畸形血管團均得到完全切除，其中2例合并微小動脈瘤的AVM患者術(shù)中均成功探查到動脈瘤，并對動脈瘤進行了切除。手術(shù)標本常規(guī)送檢病理檢查。所有患者術(shù)后均恢復較好，未有新發(fā)顱內(nèi)出血、腦梗塞等并發(fā)癥發(fā)生。

結(jié) 果

所有患者術(shù)前均行MRI與3D-DSA圖像融合。融合圖形可清楚顯示畸形血管團與周圍神經(jīng)組織或血腫之間的空間位置關(guān)系。其中2例合并微小動脈瘤的患者，從術(shù)前MRI檢查來看很難判斷微小動脈瘤與血腫及周圍組織之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系，行MRI與3D-DSA圖像融合后可清楚的定位微小動脈瘤與血腫及周圍神經(jīng)結(jié)構(gòu)的位置關(guān)系(圖1)。1例患者為微小AVM，同樣在術(shù)前MRI檢查很難發(fā)現(xiàn)病變所在位置，結(jié)合MRI與3D-DSA融合圖像可發(fā)現(xiàn)畸形血管團病變，同時可正確判斷畸形血管團與血腫及周圍組織結(jié)構(gòu)的空間關(guān)系(圖2)。根據(jù)MRI與3D-DSA融合圖像選擇AVM手術(shù)入路，其中1例行枕下后正中入路，2例行額顳部入路，2例行顳頂部入路，1例行額顳頂入路。所有患者手術(shù)過程均順利，術(shù)中畸形血管團及微小動脈瘤病變均得到完全切除，術(shù)后復查DSA均未見明顯畸形血管團殘留。

所有患者術(shù)后恢復均較滿意，其中術(shù)前合并肢體肌力下降的2例患者，術(shù)后肢體活動均較術(shù)前得到明顯改善；術(shù)前合并小腦功能癥狀的患者術(shù)后小腦功能癥狀較術(shù)前減輕。所有患者均出院行康復治療。患者出院后除1例患者我院門診復診以外，其余患者均外院門診MRI復查。對所有患者行電話隨訪，隨訪時間為1個月到4個月之間，平均隨訪時間約2個月。采用格拉斯哥預后評分(GOS)評價末次隨訪結(jié)果，其中3例患者最終GOS為5分，2例最終GOS為4分，1例最終GOS為3分。所有患者隨訪期間未有新發(fā)顱內(nèi)出血及神經(jīng)功能缺損，末次影像學檢查均未見明顯AVM殘留或復發(fā)。

圖1 AVM合并微小動脈瘤的患者術(shù)前MRI與3D-DSA融合圖像及術(shù)后MRI片和組織病理切片
Fig 1 The pre-operative MRI and 3D-DSA fusion images,post-operative MRI,and the pathological examination in the patient with AVM combined with small aneurysm
A:Pre-operative axial view of fusion image showed the location of the small aneurysm in the hematoma (as the yellow arrow indicated); B:Pre-operative coronal view of fusion image showed the malformation (as the blue arrow indicated) and aneurysm (as the yellow arrow indicated) in the hematoma; C:The MRI image in 1 month post-operation showed no residual malformation or aneurysm; D:The pathological examination results confirmed the vascular malformation.

圖2 微小AVM患者術(shù)前MRI與3D-DSA融合圖像及術(shù)后MRI片和組織病理切片
Fig 2 The pre-operative MRI and 3D-DSA fusion images，post-operative MRI，and the pathological examination in the patient with small AVM
A:Pre-operative axial view of fusion image showed the location of the small malformation in the hematoma (as the blue arrow indicated); B:Pre-operative coronal view of fusion image showed the small malformation (as the blue arrow indicated) in the hematoma; C:The MRI image in 3 months post-operation showed the malformations were totally resected; D:The pathological examination results confirmed the vascular malformation.

討 論

AVM是一種復雜的腦血管疾病，主要是由異常的腦動靜脈直接溝通，缺乏毛細血管床的過渡，導致病變周圍腦組織血流異常的病理改變。臨床上常表現(xiàn)為顱內(nèi)出血、癲癇、短暫性腦缺血發(fā)作等，致死、致殘率較高[1～3]。盡管近年來，隨著神經(jīng)介入技術(shù)的發(fā)展，顯微手術(shù)技巧的提高，AVM的手術(shù)治療有了極大改善，但是仍有部分患者治療結(jié)果不理想，預后不佳。

MRI與3D-DSA是目前診斷AVM的主要影像學檢查，但兩種檢查方式各有優(yōu)缺點。MRI檢查具有較高的軟組織分辨率，同時可清楚的顯示畸形血管團的大小、范圍及其與周圍神經(jīng)結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，但對于一些小型血管畸形，或合并微小動脈瘤的患者有病變漏診的可能[4]。DSA檢查是診斷AVM的“金標準”，其不僅能夠清晰的顯示AVM病變的主要供血動脈、引流靜脈及血流動力學改變等，同時還可發(fā)現(xiàn)其他合并微小動脈瘤、血流相關(guān)性動脈瘤或小型血管畸形病變等。但是，對于血管畸形病變所在的位置，及與周圍重要神經(jīng)結(jié)構(gòu)或血腫之間的關(guān)系較難分辨[5]。因此，如果能夠?qū)⑦@兩種影像學檢查的優(yōu)勢進行結(jié)合，則將更好的指導此類患者術(shù)前手術(shù)方案的制定。

本研究使用的Siemens Artis zee Biplane雙平板DSA，其不僅能夠進行常規(guī)DSA及三維血管成像，同時借助于其syngo XWP后處理工作站，還可進行多種影像融合，其中就包括MRI與3D-DSA影像融合技術(shù)。我們術(shù)前將患者MRI薄層Dicom原始數(shù)據(jù)通過syngo XWP后處理工作站與患者3D-DSA影像融合處理，得到了MRI與3D-DSA融合圖像，充分的將這兩種影像檢查的優(yōu)勢進行了疊加。MRI與3D-DSA融合不僅兼?zhèn)銶RI與3D-DSA檢查的優(yōu)點，同時對患者無額外操作損傷，并可根據(jù)需要選擇不同切面對融合圖像進一步調(diào)整窗寬，窗位，顯示骨質(zhì)、軟組織、血管等圖像。此外，針對患者病變位置可進一步模擬手術(shù)入路，暴露不同手術(shù)入路血管視野，選擇最佳的手術(shù)治療方案。

Spetzler-Martin分級是術(shù)前評估AVM治療難度及臨床預后的主要標準，根據(jù)病灶部位、畸形團體積、引流靜脈方式分級，級別越高，手術(shù)治療難度越大，預后也越差[6]。在本研究中，我們共納入6例AVM患者，其中Spetzler-Martin評分1分的患者1例，2分的患者4例，1例患者為小腦部位的AVM。術(shù)前對所有患者MRI與3D-DSA進行融合，融合圖像能夠清楚的顯示AVM的血管構(gòu)筑，包括畸形血管團、主要供血動脈，引流靜脈等。同時可清晰的顯示畸形血管病變與周圍神經(jīng)組織或血腫之間的空間位置關(guān)系，借助術(shù)中神經(jīng)導航能夠準確的切除病變。這6例患者中1例為微小AVM，2例患者同時合并微小動脈瘤，術(shù)前如果沒有MRI與3D-DSA融合圖像，很難從MRI檢查上判斷畸形血管團或小動脈瘤所在的位置，為手術(shù)治療增加了困難。本研究中所有AVM的患者術(shù)中畸形血管團均能得到完全切除，手術(shù)治療后近期效果令人滿意，術(shù)后復查DSA均未見明顯畸形血管團及動脈瘤殘留，這一方面可能與所選AVM患者Spetzler-Martin分級評分較低有關(guān)，另一方面與影像融合對AVM的精準定位有關(guān)。但是本研究AVM患者術(shù)后隨訪周期較短，遠期隨訪結(jié)果尚不清楚，今后會進一步隨訪報道。

目前關(guān)于MRI與3D-DSA融合技術(shù)在腦血管畸形中的應用研究鮮有報道[7～9]，之前少量報道研究主要集中在Xper-CT與3D-DSA的融合在AVM中的應用[5]。但是Xper-CT分辨率較低，圖像融合質(zhì)量偏差，對AVM患者手術(shù)方案的制定指導作用有限。盡管MRI與3D-DSA融合技術(shù)優(yōu)勢明顯，但是也有一定的局限性。由于頭顱MRI檢查耗時較長，對部分不能耐受的患者不能常規(guī)行頭顱MRI檢查。這類患者術(shù)前可行頭顱CT檢查，將頭顱CT與3D-DSA融合也可為AVM手術(shù)方案的制定提供一定價值。本研究樣本量少，缺乏針對高分級、手術(shù)切除困難的復雜AVM病例的研究，這類患者更適合行MRI與3D-DSA融合以指導針對性的治療。

本研究病例數(shù)不多，在今后的研究中，我們會進一步擴大樣本量，增加隨訪周期，充分評估MRI與3D-DSA融合技術(shù)在AVM手術(shù)中的應用價值。盡管如此，通過本研究我們認為MRI與3D-DSA融合技術(shù)新穎，精準度高，能夠更好的輔助AVM手術(shù)方案的制定。

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ApplicationofMRIand3-dimensionDSAimagefusiontechnologyinthesurgicaltreatmentofcerebralarteriovenousmalformation

ZHANGXiangsheng,ZHANGXin,ZHANGQingrong,WUQi,WENLili,MAOLei,WUWei,HANGChunhua

DepartmentofNeurosurgery,NanjingGeneralHospitalofNanjingMilitaryCommandofPLA,Nanjing210002,China

ObjectiveThe applicative value of magnetic resonance imaging (MRI) and 3-dimension DSA (3D-DSA) image fusion technology in the surgical treatment of intracranial arteriovenous malformation(AVM) is dicussed.MethodsThe clinical data of 6 patients,which were diagnosed as AVM from January 2015 to April 2015 in the department of neurosurgery,General Hospital of Nanjing Military Command,were analyzed retrospectively. The MRI and 3D-DSA were performed,and the fusion images were achieved before surgery in each patient. All the AVMs were operated with microsurgical strategy depended on the fusion images.ResultsTheMRI and 3D-DSA fusion images showed clearly the relationship between the AVMs and peripheral nerve structure in all the patients. Moreover,it could display the orientation between the lesions and the hematoma,and brain structure in patients with small aneurysms or AVMs. All the patients had a good recovery after microsurgery,and no obvious residue of lesions was seen by post-operative DSA. Six patients were followed up with MRI,and there was no recurrence of the AVMs. No new neurological disturbance or rebleeding was found in all the patients.ConclusionMRI and 3D-DSA image fusion technology can provide much more important information for the microsurgical strategy and the treatment of AVM.

Intracranialarteriovenous malformation; Magnetic resonance imaging; 3-dimension DSA; Fusion

1671-2897(2016)15-334-04

R 743.4

A

國家自然科學基金資助項目(81471183)；江蘇省自然科學基金資助項目(BK20141377)

張翔圣，碩士研究生，E-mail:zhangxssp@163.com

*通訊作者：張鑫，副教授，副主任醫(yī)師，碩士生導師，E-mail:zhangxsp@163.com

2015-05-20；

2015-07-05)