腦脊髓血管造影4D成像技術(shù)及其在腦脊髓血管病中的應(yīng)用

呂福群 向偉楚 白三莉 馬廉亭

腦脊髓血管造影是診斷腦脊髓血管病的金標(biāo)準(zhǔn)。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步、醫(yī)療設(shè)備的更新、醫(yī)學(xué)影像學(xué)數(shù)字化成像技術(shù)的普及與發(fā)展，我國各級醫(yī)院的大型影像設(shè)備CT、MRI、DSA等已具備數(shù)字化成像能力，既提高了影像的質(zhì)量，又為影像保存、傳輸提供了方便[1～6]。隨著影像后處理技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)，以及各種數(shù)字化應(yīng)用軟件的研制成功，通過DICOM接口把不同模態(tài)成像數(shù)據(jù)輸入影像后處理系統(tǒng)，進(jìn)行多模態(tài)影像融合、雙容積成像、多平面成像、3DDSA、4D-DSA，可獲得多模態(tài)融合影像、三維立體影像與四維動態(tài)立體影像，從而使醫(yī)學(xué)影像顯示的解剖結(jié)構(gòu)更多、毗鄰關(guān)系更清晰，明顯提高了診斷準(zhǔn)確性、手術(shù)的精準(zhǔn)性和效果，對科研、教學(xué)有極大的促進(jìn)作用[7～15]。我院2006 年引進(jìn)GE-Innova3100 單C臂DSA 機(jī)，2011 年又引進(jìn)了西門子雙C 臂平板DSA機(jī)，并配備后處理工作站及全套應(yīng)用軟件，我們?nèi)骈_發(fā)影像后處理功能并于2016年3月在國內(nèi)率先以全媒體形式出版《神經(jīng)系統(tǒng)疾病三維影像融合技術(shù)、應(yīng)用及圖譜》，今年即將以全媒體形式出版《腦脊髓手術(shù)入路多模態(tài)融合影像解剖學(xué)》?，F(xiàn)將我們開展的腦脊髓血管病3D-DSA、4D-DSA技術(shù)及其在腦脊髓血管病中應(yīng)用情況總結(jié)如下。

1 資料與方法

1.1 病例資料 回顧性分析2018 年1 月至2022 年1月收治的57例腦脊髓血管病的臨床資料，其中男40例，女17例；年齡7～72歲，平均32歲。

1.2 4D-DSA的檢查方法

1.2.1 對病人的要求 平臥在腦脊髓血管造影床上，全身麻醉、神經(jīng)安定麻醉或局部麻醉使頭部不移動，完成3D-DSA、4D-DSA操作。

1.2.2 DSA機(jī)器的設(shè)置參數(shù)3D-DSA：5sDSA 或8sDSA 旋轉(zhuǎn)影像數(shù)據(jù)采集。4D-DSA：“8sDSA”或者“12sDSA”4D采集模式。

1.2.3 高壓注射器的設(shè)置參數(shù)

1.2.3.1 3D-DSA 的設(shè)置參數(shù) 頸內(nèi)動脈3 ml/s，總量18 ml；頸外動脈2 ml/s，總量12 ml；椎動脈2.5 ml/s，總量15 ml；脊髓動脈2 ml/s，總量12 ml；壓力300 psi。

1.2.3.2 4D-DSA 的設(shè)置參數(shù) 頸內(nèi)動脈3 ml/s，總量21 ml；頸外動脈2 ml/s，總量14 ml；椎動脈2.5 ml/s，總量17.5 ml；脊髓動脈2 ml/s，總量14 ml；壓力300 psi。

1.3 工作站后處理程序 使用雙平板DSA 機(jī)和三維影像后處理工作站，選擇雙平板DSA 機(jī)平掃、三維、四維采集獲得的原始影像數(shù)據(jù)，發(fā)送至syngo三維后處理工作站，手動重建成各種不同的圖像形式進(jìn)行影像分析。

1.3.1 3D-DSA 的概念及成像技術(shù)3D-DSA 是腦脊髓血管造影的三維重建影像，是單一時間點的腦脊髓血管的靜態(tài)立體成像。3D-DSA 的成像技術(shù)：利用采集到的原始的5sDSA 或8sDSA 影像數(shù)據(jù)，在System Syngo X-WP 三維后處理工作站上進(jìn)行雙容積重建。3D-DSA 可在電腦屏幕上，旋轉(zhuǎn)兩個360°，從而看清楚被血管遮蓋著的微小病變，如微小動脈瘤。

1.3.2 4D-DSA 的概念及成像技術(shù)4D-DSA 是腦脊髓血管造影的四維重建影像，包括動脈期、靜脈期、靜脈竇期的全程、動態(tài)連續(xù)立體影像。4D-DSA 成像技術(shù)：利用采集到的原始8sDSA或12sDSA的影像數(shù)據(jù)，在System Syngo XWP 后處理工作站上進(jìn)行后處理，重建4D-DSA影像。4D-DSA可以動態(tài)連續(xù)顯示腦血管造影、脊髓血管造影的全過程立體影像，從而看清楚腦脊髓血管病變的解剖結(jié)構(gòu)，對腦脊髓血管病變的血流動力學(xué)及解剖結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，指導(dǎo)臨床診斷、治療、科研與教學(xué)。

2 結(jié)果

2.1 檢查結(jié)果57例均行2D-DSA、3D-DSA、4D-DSA數(shù)據(jù)采集，對圖像進(jìn)行分析，4D-DSA 均做出正確診斷，指導(dǎo)顯微手術(shù)或血管內(nèi)治療，取得滿意效果。57例中，腦動靜脈畸形37例，硬腦膜動靜脈瘺10例，硬脊膜動靜脈瘺5 例，脊髓髓周動靜脈瘺2 例，脊髓動靜脈畸形2例，硬脊膜外動靜脈瘺1例。

2.2 典型病例

病例1：49 歲男性，因突發(fā)頭痛伴四肢乏力6 h入院。入院后完善術(shù)前準(zhǔn)備，在全麻下行全腦血管造影，4D-DSA 診斷右側(cè)枕頂葉硬腦膜動靜脈瘺。經(jīng)微導(dǎo)管緩慢注入Onyx膠1.2 ml，彌散良好，造影示供血動脈完全栓塞，瘺口閉塞，但仍殘留枕動脈分支供血的瘺口。再次將導(dǎo)引導(dǎo)管送至左側(cè)腦膜中動脈靠下的分支動脈，依次經(jīng)Echelon 10 微導(dǎo)管分別交替置入彈簧圈3枚，并緩慢注入Onyx 18膠1.6 ml，彌散良好，造影示瘺口完全栓塞。見圖1。

圖1 右側(cè)枕頂葉硬腦膜動靜脈瘺栓塞治療前后影像

病例2：8 歲女孩，因左側(cè)肢體乏力2 個月余入院。外院頭顱MRI 平掃示右側(cè)額頂部血管畸形可能。完善術(shù)前準(zhǔn)備，行全腦血管造影檢查，4D-DSA診斷右側(cè)額頂葉多發(fā)軟腦膜動靜脈瘺。經(jīng)scepter封堵球囊導(dǎo)管向供血動脈狹窄處置入彈簧圈多枚，隨后經(jīng)封堵球囊導(dǎo)管緩慢注入0nyx 18 膠0.6 ml，10 min 后，緩慢松弛球囊再次造影示靜脈瘤未顯影，右側(cè)大腦前動脈顯影可，循環(huán)時間正常，其余血管未見明顯異常，循環(huán)時間正常。術(shù)后半年造影復(fù)查未見復(fù)發(fā)。見圖2。

圖2 左頂葉軟腦膜動靜脈瘺栓塞治療前后造影表現(xiàn)

病例3：50男性，因雙下肢乏力伴腰腹部束帶感1 個月余入院。入院后完善相關(guān)準(zhǔn)備，急診局麻下行脊髓血管造影，4D-DSA診斷T12水平髓周動靜脈瘺，由右側(cè)T9水平肋間動脈參與供血，瘺口位于T12水平，經(jīng)腹側(cè)及背側(cè)擴(kuò)張脊髓靜脈引流。局麻下行髓周動靜脈瘺栓塞木，栓塞后復(fù)查造影見少量造影劑彌散至引流靜脈顯影（靜脈末期），雙下肢麻木乏力好轉(zhuǎn)。見圖3。

圖3 T12水平髓周動靜脈瘺栓塞前影像

3 討論

3.1 適應(yīng)證及臨床應(yīng)用價值 我們認(rèn)為，3D-CTA、3D-DSA與4D-CTA、4D-DSA的區(qū)別在于：3D-CTA、3D-DSA 是血管造影全程某單一時間點的靜態(tài)立體影像，而4D-CTA、4D-DSA 是血管造影全程（動脈期、靜脈期與靜脈竇期）動態(tài)立體成像[16，17]。DSA 雖是有創(chuàng)檢查，但它是腦脊髓血管病診斷的金標(biāo)準(zhǔn)[18，19]。從目前數(shù)字影像學(xué)的進(jìn)展看，除2D-DSA 外，診斷金標(biāo)準(zhǔn)還應(yīng)包括動態(tài)DSA、3D-DSA、4D-DSA 及多模態(tài)融合影像，這樣才能體現(xiàn)診斷金標(biāo)準(zhǔn)的含金量。至于無創(chuàng)的4D-CTA 能否取代或部分取代DSA作為首選診斷手段？既往，我們應(yīng)用DSA 與320-CTA對診斷顱內(nèi)動脈瘤進(jìn)行對比研究，發(fā)現(xiàn)有1%的誤差，提示可部分取代，但不能完全取代。在行血管內(nèi)介入治療時，目前尚無CT引導(dǎo)下的血管內(nèi)介入治療技術(shù)，血管內(nèi)介入治療仍必須在DSA 機(jī)器下完成。因此，DSA 檢查仍是目前臨床應(yīng)用的不可完全取代的檢查、治療手段。

3.2 腦脊髓血管病3D-DSA、4D-DSA 的關(guān)鍵技術(shù)要點3D-DSA 是單一時間點的腦脊髓血管靜態(tài)立體血管影像，采集成像相對簡單、實用[19]。4D-DSA 是連續(xù)、動態(tài)、全循環(huán)、立體影像，能夠重建各種參數(shù)的血管影像，比如動脈期、靜脈期、靜脈竇期，造影注藥需要的時間長（7 s），病人注射造影劑、采集成數(shù)據(jù)需要保持頭部不動時間長（約30 s），才能夠完成動脈期、靜脈期、靜脈竇期血管成像數(shù)據(jù)的釆集。與2DDSA和3D-DSA相比，4D-DSA對病變的血管構(gòu)筑的顯示更加清晰，尤其是畸形團(tuán)內(nèi)部血管結(jié)構(gòu)，使得診斷更加精準(zhǔn)[20，21]。要想獲得精準(zhǔn)的4D-DSA影像，一定要保持病人頭部不動，最理想的是氣管插管全麻，造影時暫停呼吸，DSA 機(jī)與高壓注射器設(shè)定條件完全符合造影要求。

3.3 4D-DSA技術(shù)的應(yīng)用展望 隨著技術(shù)的進(jìn)步，4DDSA 技術(shù)開始被應(yīng)用于臨床，可提供腦或脊髓等血管造影全過程連續(xù)、動態(tài)、立體影像，詳細(xì)分析供血動脈數(shù)量及多支供血方式，引流靜脈數(shù)量及多支引流方式，顯示出整個流進(jìn)、流出的動態(tài)過程，看清常規(guī)成像技術(shù)展現(xiàn)不出的細(xì)節(jié)，比如囊內(nèi)病變（動脈瘤、靜脈瘤、瘺）、動靜脈瘺的瘺口情況（位置、數(shù)量、主要瘺口）等[20～22]。除了達(dá)到精準(zhǔn)診斷、指導(dǎo)臨床精準(zhǔn)治療外，還可利用4D-DSA 全循環(huán)成像研究腦動脈瘤、動靜脈瘺、動靜脈畸形等血管病變的血流動力學(xué)變化[20]。我科在馬廉亭教授的帶領(lǐng)下，積極開發(fā)應(yīng)用4D-DSA成像技術(shù)、多模態(tài)影像融合技術(shù)，使影像顯示出更多細(xì)節(jié)，為術(shù)者提供更多的影像信息，從而使手術(shù)達(dá)到滿意的治療效果。