血流彩色編碼成像技術(shù)在疾病診斷及治療中的應(yīng)用

李軍飛，暢智慧，劉兆玉

(中國醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院放射科，中國 沈陽 110004)

血流彩色編碼成像技術(shù)在疾病診斷及治療中的應(yīng)用

李軍飛，暢智慧，劉兆玉*

(中國醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院放射科，中國 沈陽 110004)

彩色血流編碼成像(CC-DSA)是在DSA基礎(chǔ)上，通過相應(yīng)軟件(iFlow或Angioviz軟件)對圖像進(jìn)行再處理，對比相應(yīng)參數(shù)變化，定量分析血流動力學(xué)改變的一種技術(shù)。CC-DSA具有空間及時(shí)間分辨率高、圖像的生成耗時(shí)短的特點(diǎn)，且未增加對比劑的使用量及醫(yī)患輻射劑量。本文針對近年該技術(shù)在各領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行綜述。

血管造影術(shù)，數(shù)字減影；血流動力學(xué)

彩色血流編碼數(shù)字減影血管造影(color-coded digital substraction angiography, CC-DSA)是在DSA的基礎(chǔ)上，通過相應(yīng)軟件(iFlow或者Angioviz軟件)對圖像進(jìn)行再處理，將DSA的動態(tài)造影圖像以時(shí)間進(jìn)行編碼，利用紅色、淺藍(lán)色、深藍(lán)色等偽彩色分別標(biāo)記出血流循環(huán)的不同時(shí)期(顏色從紅色到藍(lán)色的變化代表對比劑到達(dá)時(shí)間，即對比劑在整個(gè)造影序列中流動的早、中、晚時(shí)相)，從而獲得偽彩色的血流全循環(huán)圖像(即顯示出一個(gè)完整的DSA序列)。在CC-DSA圖像上選取病變區(qū)域作為ROI，可自動生成相應(yīng)ROI的時(shí)間-濃度(time-contrast intensity, CIt)曲線、血流達(dá)峰時(shí)間(time to peak, TTP)、曲線下面積(area under curve, AUC)、最大斜率(maximum upslope, MS)、最大強(qiáng)化峰值(contrast intensity peak, CI-Peak)等參數(shù)，通過分析這些參數(shù)可獲得血流動力學(xué)特征，以達(dá)動態(tài)評估血流動力學(xué)的目的[1]。

Hunter等[2]在血管造影的基礎(chǔ)上通過后處理技術(shù)將血管造影圖像附以顏色，分析對比劑的時(shí)間衰減曲線，評估相應(yīng)組織的血流灌注情況，并應(yīng)用該技術(shù)量化分析頸動脈狹窄患者的血流灌注延遲時(shí)間。目前國內(nèi)外CC-DSA主要應(yīng)用于：顱內(nèi)血管病變、肝癌、下肢動脈狹窄閉塞的介入治療與診斷。本文對CC-DSA在這3個(gè)方面的應(yīng)用進(jìn)行介紹。

1 在顱內(nèi)血管病變的診斷及介入治療中的應(yīng)用

顱內(nèi)血管疾病(包括腦動脈瘤、腦血管畸形、缺血性腦血管病、部分顱腦外傷及假性動脈瘤等)可導(dǎo)致顱內(nèi)血管血流動力學(xué)的改變。傳統(tǒng)DSA根據(jù)病變血管的對比劑充盈時(shí)相，多角度造影，通過連續(xù)動態(tài)觀察做出判斷，因此對醫(yī)師的讀片能力及臨床經(jīng)驗(yàn)要求較高，同時(shí)圖像受投照角度、對比劑速率以及總量等因素影響較大[3]。CC-DSA能更好地顯示顱內(nèi)血管病變，更準(zhǔn)確地觀察顱內(nèi)血流循環(huán)時(shí)間及顱內(nèi)血流動力學(xué)的變化。

介入治療頸動脈海綿竇瘺一般是通過動脈彈簧圈栓塞及經(jīng)靜脈植入覆膜及分流支架進(jìn)行治療，90%患者可成功治愈[4]。但對于復(fù)雜的瘺道結(jié)構(gòu)以及廣泛引流靜脈的存在，DSA較難判斷頸動脈海綿竇瘺的血管分流結(jié)構(gòu)及血流動力學(xué)特點(diǎn)。G?litz等[5]應(yīng)用CC-DSA對頸動脈海綿竇瘺血管結(jié)構(gòu)及血流特點(diǎn)進(jìn)行評估并與傳統(tǒng)2D-DSA圖像進(jìn)行對比，結(jié)果顯示CC-DSA在復(fù)雜瘺道顯示、血流定量分析、靜脈引流道評估方面具有優(yōu)勢。同時(shí)有研究者[6]采用CC-DSA觀察TTP及AUC的變化，分析頸動脈海綿竇瘺栓塞后的效果，并定量控制栓塞程度，因此認(rèn)為CC-DSA中的TTP可作為頸動脈海綿竇瘺介入治療的重要參考指標(biāo)。

CC-DSA診斷顱內(nèi)血管病變亦有實(shí)用價(jià)值。黃遠(yuǎn)亮等[3，7]回顧性分析91例顱內(nèi)動脈血管病變患者通過對比2D-DSA圖像及CC-DSA圖像發(fā)現(xiàn)，CC-DSA圖像不僅可更直觀顯示腦血管解剖結(jié)構(gòu)反映顱內(nèi)血管血流動力改變，還可以間接體現(xiàn)腦實(shí)質(zhì)血流灌注情況。馬廉亭等[8]回顧性分析了10例腦靜脈竇血栓形成患者的CC-DSA圖像，同時(shí)以相應(yīng)CTA、MRI、2D-DSA作為參照，證實(shí)CC-DSA診斷腦靜脈竇血栓形成和制定治療計(jì)劃有臨床應(yīng)用價(jià)值。Hung等[9]采用CC-DSA定量分級診斷煙霧病，發(fā)現(xiàn)TTP減低程度與煙霧病Suzuki分級呈正相關(guān)，為煙霧病的分級提供一種更加簡單的定量分析技術(shù)，為病情發(fā)展的預(yù)測提供參考。

腦組織急性缺血發(fā)生后，良好的側(cè)支循環(huán)形成常提示患者具有更大的血管再通可能、梗死區(qū)域腦組織的損傷程度降低、預(yù)后效果理想[10-11]。以往評估側(cè)支循環(huán)的方法主要有DSA、CTA、動態(tài)CT血管造影、MR動脈自旋標(biāo)記技術(shù)等，其中DSA是評估側(cè)支循環(huán)的金標(biāo)準(zhǔn)[12-14]。美國神經(jīng)介入治療協(xié)會對于側(cè)支循環(huán)的分級(ACG分級)也是基于DSA圖像，但DSA對于血流動力學(xué)改變的判斷很大程度取決于介入醫(yī)師的診斷水平。Wen等[15]收集了18例急性大腦中動脈閉塞接受腔內(nèi)治療的患者，分析其CC-DSA圖像ROI中的達(dá)峰時(shí)間變化值(variation of the time to peak, △TTP)、AUC、CIt、最大強(qiáng)化峰值變化值(variation of the contrast intensity peak, △CI-Peak)等參數(shù)，結(jié)果指出CI-Peak與ACG分級具有很好的相關(guān)性，同時(shí)與改良Rankin量表評分亦具有很好的相關(guān)性；該研究還證實(shí)CC-DSA定量評價(jià)顱內(nèi)動脈閉塞后側(cè)支循環(huán)及預(yù)后具有可行性和可靠性。有學(xué)者[16]采用CC-DSA實(shí)時(shí)監(jiān)測腦動脈狹窄閉塞疾病術(shù)中腦循環(huán)狀態(tài)，并通過觀察造影過程中各ROI的時(shí)間-衰減曲線及達(dá)峰時(shí)間來對比動脈狹窄閉塞疾病腔內(nèi)治療前后的血流動力學(xué)改變，實(shí)時(shí)監(jiān)測腦血流循環(huán)狀態(tài)。

對顱內(nèi)動脈瘤患者可應(yīng)用分流支架限制瘤腔的流入及流出血流，誘導(dǎo)瘤腔內(nèi)血栓形成，從而達(dá)到對動脈瘤的治療效果[17-18]。但分流支架置入后由于可發(fā)生無原因的動脈瘤破裂，形成遲發(fā)性血腫，同時(shí)無法預(yù)測動脈瘤內(nèi)血栓的形成，故治療方法還存在爭議。G?litz等[19]前瞻性收集36例顱內(nèi)動脈瘤患者接受分流支架置入術(shù)，并采用CC-DSA分析動脈瘤腔TDC峰前后段曲線評估流入、流出血流，結(jié)果認(rèn)為CC-DSA可用于預(yù)測動脈瘤腔內(nèi)血栓形成情況。

CC-DSA技術(shù)在顱內(nèi)血管疾病的診斷及介入治療中的臨床價(jià)值得到國內(nèi)外眾多研究的證實(shí)。對于顱內(nèi)缺血性腦血管病(顱內(nèi)外動脈狹窄或閉塞、腦靜脈竇血栓形成等)、出血性腦血管病(腦血管畸形、腦動脈瘤、假性動脈瘤、頸動脈海綿竇瘺等)的診斷及介入治療中血流動力學(xué)分析的優(yōu)勢愈加凸顯。

2 在肝癌TACE治療中的應(yīng)用

對于失去手術(shù)機(jī)會的肝癌患者，TACE是目前最有效、最安全的治療方法。但栓塞不足及栓塞過度的問題困擾著該技術(shù)的應(yīng)用。栓塞不足導(dǎo)致手術(shù)療效差；而肝癌患者多合并肝硬化，栓塞過度則可能誘發(fā)肝功能衰竭、腫瘤血管的生成。而目前主觀栓塞終點(diǎn)范圍[20]由介入醫(yī)師根據(jù)2D-DSA判斷，具有極大的主觀性[21]。

以往評估肝內(nèi)病灶血流動力學(xué)的非侵入方法主要有超聲多普勒成像、MRA、CTA三種。但傳統(tǒng)超聲多普勒成像僅可提供單個(gè)點(diǎn)的血流動力學(xué)改變，不能提供詳細(xì)的血流整體分布情況，且空間分辨率低、易受骨、氣體信號干擾及受探頭角度、機(jī)器型號的影響，同時(shí)很大程度依賴操作者的技術(shù)水平。因此超聲對于肝癌患者血流的評估具有很大的局限性[22]。MRA通過相位對比技術(shù)(phase contrast， PC)和時(shí)間飛躍法(time of flight， TOF)評估血流速度，具有非侵入性、無輻射、高分辨率的特點(diǎn)，是目前一種高效的評估血管血流動力學(xué)的技術(shù)，但MRA并不能提供血流方向的信息[23]。CTA可提供高空間分辨率的二維或三維血管圖像，很好地顯示病變的血管分布及與周圍組織的關(guān)系，但不能提供病灶血管的血流動力學(xué)信息。

Wang等[21]回顧性收集35例接受TACE的肝癌患者并分析肝癌病灶供血動脈ROI參數(shù)，結(jié)果表明ROI的血流動力學(xué)參數(shù)改變與主觀栓塞終點(diǎn)范圍分級(subjective angiographic chemoembolization endpoint, SACE)具有相關(guān)性，為TACE栓塞終點(diǎn)的選擇提供了量化方法。Ho等[22]應(yīng)用CC-DSA評估TACE術(shù)后門靜脈血流動力學(xué)改變，其結(jié)果與超聲多普勒的血流動力學(xué)評估結(jié)果具有相關(guān)性。肝癌患者在TACE術(shù)后，其門靜脈血流明顯減慢，減慢程度與Child-Pugh評分呈正相關(guān)，因此認(rèn)為CC-DSA技術(shù)可定量分析TACE術(shù)后肝內(nèi)門靜脈血流動力學(xué)的變化。

CC-DSA技術(shù)在肝臟介入治療方面仍缺乏定量分析，如對門靜脈高壓致脾功能亢進(jìn)患者進(jìn)行選擇性脾栓塞治療栓塞范圍的定量分析、經(jīng)頸靜脈肝內(nèi)門體分流術(shù)的肝內(nèi)通道建立后血流速度的術(shù)中實(shí)時(shí)分析等。

3 在下肢動脈狹窄閉塞介入治療中的應(yīng)用

目前踝肱指數(shù)(ankle-brachial index, ABI)是廣泛認(rèn)可的、評價(jià)下肢微循環(huán)狀況的指標(biāo)。但ABI的測量具有延時(shí)性，且需保持體表皮膚的完整性，故ABI對手術(shù)的指導(dǎo)意義有限[24]。CC-DSA為下肢動脈狹窄閉塞的介入術(shù)中評估及血管再通后的血流動力學(xué)評估提供了一種簡單、直觀的定量方法[5.7.25]。研究者[26-27]收集下肢動脈狹窄閉塞患者術(shù)前、術(shù)后CC-DSA圖像，分析ROI的CIt曲線、TTP值，結(jié)果表明TTP變化率與ABI具有明顯相關(guān)性。同時(shí)有學(xué)者[27]認(rèn)為，對于皮膚破潰或下肢疼痛而無法安靜接受ABI測量的下肢動脈狹窄閉塞患者，CC-DSA可作為ABI的一種替代方法，為術(shù)后血流動力學(xué)的評估提供一種定量指標(biāo)。

總之，CC-DSA具有高空間分辨率和高時(shí)間分辨率的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)其在傳統(tǒng)DSA技術(shù)的基礎(chǔ)上可定量分析血流動力學(xué)；并且其圖像生成耗時(shí)短，不增加對比劑的使用量及輻射劑量，故該技術(shù)在顱內(nèi)血管病變診斷及介入治療方面具有廣泛的應(yīng)用前景。

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Application of color-coded digital substraction angiography in diagnosis and treatment of diseases

LIJunfei,CHANGZhihui,LIUZhaoyu*

(DepartmentofRadiology,ShengjingHospitalofChinaMedicalUniversity,Shenyang110004,China)

Objective Color-coded digital substraction angiography (CC-DSA) was based on DSA and takes image post-processing via corresponding software (iFlow or Angioviz). It can observe the change of datas, which will be used to analysis the hemodynamics. CC-DSA has advantages of high temporal and spatal resolution. Meanwhile it spends less time and dose not increase the quantity of contrast-medium and X-ray. The application of CC-DSA in recent years were reviewed in this paper.

Angiography， digital substraction; Hemodynamic

李軍飛(1991—)，男，河北邯鄲人，在讀碩士，醫(yī)師。研究方向：影像診斷與介入治療。E-mail: junfei_leo@163.com

劉兆玉，中國醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院放射科，110004。

E-mail: liuzy@sj-hospital.org

2016-10-22

2017-03-28

R814.4

A

1003-3289(2017)06-0959-04

10.13929/j.1003-3289.201610095