氧化铅在血管造影术中的应用进展

林 洋（综述） 刘健华（审校）

血管的解剖学研究方法多种多样，既往常用的有效方法是逐层解剖，确定血管的位置和大致供血范围，追踪来源血管，但该方法耗时长、破坏性大，标本不能重复使用，不易显示穿支血管和微细血管。近年来，很多学者应用氧化铅造影剂进行血管标识、X线造影、CT三维血管重建等，实现了人体全身血管三维可视化，取得了满意效果[1-4]。氧化铅血管造影术实现了由二维变三维、由平面变立体、由静态变动态的解剖模式，为解剖教学、科学研究和临床实践提供了扎实的技术支持。本文对氧化铅在血管造影术中的应用作一综述。

1 常用氧化铅的类型和成像分析

1.1 常用类型 铅为标本血管造影的主要制剂，常用类型有红丹和黄丹。红丹即四氧化三铅，又称红色氧化铅、铅丹、红铅，化学式Pb3O4，为橘红色粉末，是一种重要的无机化工原料，不溶于水和醇。黄丹即氧化铅或一氧化铅，又称铅黄、黄铅丹、密陀僧，化学式PbO，为黄色或微红色粉末，不溶于水和乙醇，溶于硝酸、醋酸或温热的碱液，在空气中能逐渐吸收CO2，加热到300～500℃时变为四氧化三铅，温度更高时又变为一氧化铅。

1.2 成像分析 氧化铅应用于标本血管造影，在X线影像下主要是与组织、骨骼和器官起对比的作用。在影像学中，缺乏自然对比的结构或器官，将高于或低于该结构或器官的物质引到器官、血管内或其周围间隙，使之产生对比以显影，即造影检查。引入的物质称为对比剂或造影剂[5]。对比剂按密度高低分为高密度对比剂和低密度对比剂。高密度对比剂为原子序数高、密度大的物质，而低密度对比剂为原子序数低、密度小的气体，应用较少。在X线图像中，物质密度与其本身的质量成正比，物质密度高，吸收的X线量多，影像在图像上呈白影，如骨骼等；反之，物质密度小，吸收的X线量少，影像在图像上呈灰、黑影，如肌肉、血管和内脏器官等。氧化铅作为标本血管对比剂，是利用其对X线的吸收量大和不易穿透性，在X线影像下与器官、组织、骨骼显示出自然层次对比度清晰的黑白图像，即氧化铅血管造影术。

2 氧化铅在国外的应用状况

氧化铅在血管造影术中的应用从铸型技术诞生开始。早在15世纪，脑室和内耳铸型就已经开始；1704年，Ruysch将低熔合金注入冠状血管，利用蛆虫去除周围组织而获得血管铸型标本；Lieberkuhn于1711—1746年利用酸腐蚀法成功去除周围组织制作出精美的血管铸型标本；1895年，Roentgen发现了X射线；同年，Haschek便利用铸型技术将粉笔粉混悬液注入截肢的肱动脉，获得了第一张血管造影图片[6-8]。此后，血管造影术在基础研究和临床应用中不断发展。1936年，Salmon通过全身血管灌注氧化铅，系统地研究了全身皮肤、头颈部和肌肉的血管分布情况，氧化铅首次应用于血管造影术中[9]。1986年，Rees等[9]将Salmon的灌注配方进行了改进，选用明胶加氧化铅配成混悬液，比例为1∶2（V/W），即100 ml明胶液内加入200 g氧化铅。此后，氧化铅-明胶尸体灌注技术正式成为皮瓣血管解剖学研究的常用方法，被西方整形外科界誉为血管灌注技术的“金标准”。1987—1998年，Taylor等[10]应用氧化铅-明胶血管造影术详细地研究了人体脉管系统，并提出了血管分区域的概念，指出“血管体”是由一个共同的供血来源，包括皮肤及深部各种组织的三维复合体组成，并指出神经血管系统与血管分区的密切关系，为血管神经系统皮肤皮瓣的设计提供了依据，为穿支皮瓣研究与发展奠定了基础。随着血管造影术的不断发展与优化，带蒂血管神经皮瓣和穿支皮瓣在整形外科和创伤修复中得到广泛应用。2005—2007年，Thomas等[11]和Ahmadzadeh等[12]通过自行改良的氧化铅-明胶（5%明胶和100%氧化铅）混悬液，对新鲜尸体进行动脉灌注，然后放入4℃冰箱低温冷却24 h，再进行X线造影和局部解剖，测量胸背动脉的血供面积和大腿后侧的血供情况，为临床应用提供了真实有用的数据。2006年，Bergeron等[13]全面阐述了血管灌注技术的进展状况，并通过实验对比分析以及进一步优化硫酸钡和氧化铅的配方，指出在血管造影术中利用氧化铅-明胶灌注技术进行血管皮瓣研究的标准方法。近年来，随着数字化技术的迅速发展，许多学者开始应用计算机处理技术对不同部位进行选择性血管造影，多数应用的都是氧化铅-明胶血管灌注技术，只是在原有的基础上对浓度、温度、载体等条件进行调整，然后利用CT扫描和所配备的软件进行三维可视化研究，为血管解剖、血流状况、区域性循环、定位标志等提供了更加直观、真实、清晰的可视化血管三维图像[14,15]。

3 氧化铅在国内的应用状况

20世纪70年代初，刘正津和钟世镇编著了《解剖学技术》一书，全面、系统而详尽地介绍了最具特色和创新性的人体铸型标本技术，成为中国铸型标本技术的奠基石[16]。铸型技术的开展，推动了标本脉管系统研究的全新发展。1979年，何尚仁等[17]自行研磨铅丹，配制造影剂，通过淋巴灌注和全身血管灌注获得了良好的人体四肢淋巴管X线造影图和皮肤血管造影图。1982年，李吉等[18]开始利用乳胶加色素灌注血管研究人体循环系统。此后，随着技术的不断进步，对图像的清晰度要求更高。2002年，Tang等[19]探索出氧化铅与明胶的最佳配方及其与X线透射的关系，从而大大提高了氧化铅在血管造影术中的应用。然而，在不同学者的操作下，氧化铅及载体的配比和用量未得到量化和统一，操作时容易过量或不足，影响效果。2006年，楼新法等[20]应用不同强度的明胶、不同的明胶-氧化铅配方及其多种不同组合方式的X线参数反复进行测试，得出明胶与氧化铅的最佳配方。周小兵等[21]和李万强等[22]为了使氧化铅在X线、CT下分布均匀并保证血管显影的真实性，分别利用羧甲基纤维素和过氯乙烯树脂为载体，配制成血管造影剂，均取得满意效果。郭志勇等[3]和陈世新等[23]采用羧甲基纤维素加氧化铅配制成造影填充剂进行一次性整尸血管灌注造影，并应用专业化交互式的医学影像控制系统Mimics进行三维重建，获得清晰的穿支体区血管及其相互吻合的三维可视化图像。

4 氧化铅与不同载体的应用状况

20世纪70年代，何尚仁等[17]利用松节油和蓖麻油自行研磨铅丹，配制成淋巴管造影剂，获得四肢淋巴管的清晰图像。20世纪80年代初，李吉等[18]将铅丹研磨成0.2～0.5 μm的微细颗粒，加入乳胶液中配成有色铅丹乳胶液，用于尸体血管X线造影，获得细小血管的清晰图像。20世纪90年代，李忠华等[24]介绍了尸体标本的血管造影术，即利用铅丹、白凡士林、松节油混合液和铅丹乳胶液进行血管灌注造影。Tang等[19]于2002年指出氧化铅与明胶的最佳配方，成为国内皮瓣血管解剖学研究的常规技术。由于铅为重金属，密度大，易沉淀，在不同载体中分布的均匀状况区别很大，容易导致在X线下血管显影不均匀，血管的三维重建数据不真实，出现血管造影空泡、毛刺等后果。周小兵等[21]以羧甲基纤维素为载体的标本管道造影术为标本CT扫描和血管三维重建研究奠定了坚实的技术基础。郭志勇等[3]利用氧化铅与羧甲基纤维素悬浊液进行人体标本血管灌注，在CT和X线下进行人体皮肤微血管构筑，实现了人体全身血管三维可视化，用于临床皮瓣术前设计、解剖血供区域评估等。氧化铅血管造影术在脉管系统研究中得到广泛应用，从粗大血管到毛细血管造影，从X线摄影到CT扫描，从二维图像到三维可视化，一系列研究均应用了氧化铅造影术。

5 氧化铅在血管造影术中的应用展望

氧化铅与不同载体的混合应用成为血管解剖学研究的常规技术，为不同部位的解剖学结构提供了直观形象的血管数字化模型。氧化铅血管造影术应用至今，已在临床血管研究中得到广泛推广和应用。然而由于铅为有毒重金属，与不同载体的应用配制方法存在很大差异，在CT、X线造影时，图像清晰度的高低还取决于氧化铅与载体的配制和技术操作人员的灌注方法。因此，氧化铅血管造影在技术上还需要进一步提高，在灌注、CT、X线造影时要做好技术参数登记和统计，如配制浓度、温度、插管方法、灌注压力、灌注流量、X线电压参数等，才能获得更清晰的图像。近年来，利用计算机处理技术获得人体血管三维可视化图像是血管皮瓣研究最先进的技术，其血管分辨层次明了、穿支体区间小血管清晰可见，而且可以对不同层次分别进行透明化处理，不同穿支体进行配色和提取等专业化处理。此技术的基础离不开氧化铅血管造影术。当然，还有很多可以用于血管造影的化学材料，但是其基本原理都是应用了X线对高密度材料的不易穿透性，常用的有氧化铋、硫酸钡、朱砂、水银、汞等，而载体的应用也有乳胶、聚六乙烯、有机玻璃单体、牙托材料、硅橡胶等。氧化铅血管造影术自1936年沿用至今，是因为其在常用金属中密度最高，与以上所列材料相比有更高的吸收X线作用和不易穿透性，而且性价比高、使用方便，为目前应用最多的血管造影材料。该技术在人体标本血管造影中已经十分成熟，并应用于人体乳腺管道造影和动物标本血管造影中[25]，动物血管的可视化也将很快实现。

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