锥束CT 不同比例稀释造影评判支架形态的研究

高 鹏 陈佳俊 何 俊 徐 强 王天佑 洪 泳

基于平板探测器的锥束CT（cone beam CT，CBCT）不同于传统 CT 的连续断层式扫描成像，CBCT 图像放射源复杂程度及图像采集方式不同：CBCT 放射源来自与曲面断层设备相似的低能固定阳极发生器；同时采用圆锥状X 线束获得图像，且接收器呈平板[1]。21 世纪初运用于临床以来，迅速推广至神经介入外科[2]。无论其二维断层图像，还是通过旋转获得的三维重建，在神经介入类手术中都起到了至关重要的指导临床决策的作用。常用的方面有：造影下三维清晰显示病灶、即刻观察患者颅内灌注情况，观察术后内漏或出血等并发症。近年来，CBCT 配合稀释造影技术，越来越多地用以手术即刻观察（密网）支架血管壁的三维关系。

在CBCT 的三维图像中，未稀释的对比剂和支架的密度接近，几乎无法判别血管和支架的相对关系，即贴壁、顶壁或桥接等情况。故临床中常常使用一定比例的稀释对比剂，人为降低对比剂的密度，使血管与支架在显像上得以区别。合适的稀释比例是保证成像临床意义的关键。

密网支架是一种新类型的支架，这类支架既达到了传统覆膜支架减小血液对动脉瘤压力及剪切力、促使动脉瘤内形成血栓、防止其破裂的目的，又可以不堵塞血管瘤上的分支，引导血流流入分支[3]。近年来，该类型的支架广泛应用于神经外科血管介入领域，尤其是复杂颅内动脉瘤的治疗[4]。相应的国内外临床研究主要关注于其治疗效果，而如何较好地显示密网支架置入后在血管内的形态，鲜少有相关研究。事实上，术者常会提出这类问题：如何将密网支架的贴壁情况进行准确显示？本文通过对照研究，寻找最佳的三维造影参数，尝试回答这个问题。

方 法

1.一般资料

前瞻性收录2018-2019 年的9 例使用密网支架系统治疗颅内动脉瘤的患者，其中6 例大型动脉瘤、3 例巨大型动脉瘤。临床常规中，患者放置密网支架后，需行1 次稀释对比剂CBCT 三维扫描。在9 位患者知情同意的情况下，每人皆完成2 次放置密网支架后CBCT 三维扫描，对比剂比例1:3 或1:5 或1：10；依次分为A（1:3）、B（1:5）、C（1:10）三组（图1）。共计18 次CBCT 三维扫描，每组含6 次扫描。

2.设备及影像采集

复合手术室内数字减影血管造影机（GE Healthcare IGS630），后处理工作站（GE Healthcare AW4.6），后处理软件包（Volume Viewer11.3），高压注射器（Medrad Incorporated Mark Ⅴ& Libel-Flarsheim LF6000），对比剂用300mgI/ml 的碘帕醇（典比乐®）。密网支架使用：TubridgeTM 血管重建装置；PipelineTM Flex 血管导向栓塞器械。

影像采集：患者取仰卧位，暴露股动脉区，常规消毒铺巾后Seldinger 法穿刺股动脉，留置动脉鞘。从右侧股动脉将5F 造影导管分别放置于左右颈总动脉，后行支架放置常规流程。密网支架系统放置完毕后，颈内动脉或椎动脉行正侧位全脑血管造影。设置参数：注射速率4ml/s，总量5 ～6ml，压力200psi，延迟曝光0.5 秒。随后采取以下操作：对密网支架放置后的病灶的具体位置行2 次不同对比剂稀释比例的三维高清CBCT 检查。患者无需转移，在控制台主机选择Innova CT High Resolution-3DCT 程序协议，使用生理盐水1:3 或1:5 或1:10稀释对比剂，并设置参数：FOV16cm，C 臂旋转速率10o/s，注射速率4ml/s，总量60 ～64ml，压力150psi，延迟曝光3秒，三维重建后用以观察支架贴壁、顶壁或桥接等情况及内漏与否。

3.图像制作、图像盲法评价与统计

在AW 后处理工作站自动重建三维MIP 图，可手动对图像进行修剪，但不进行亮度对比度等调节。所有图像制作过程至少由1 名主管技师制作，由 1 名放射诊断的副主任医师及2 名神经介入医师对图像进行VAS（Visual Analogue Scale）评价 (分值范围0 ～10 分，0 分为支架与血管完全无法看清，10 分为支架与血管两者三维形态非常清晰，灰度差非常好）。评价打分过程中，图像的先后顺序随机，3 位评价医师均不知道图像的造影参数。使用SPSS v23.0 软件行数据统计与分析。

结 果

18 次CBCT扫描后的18 幅三维MIP 图像 的Visual Analogue Scale 平均分（0 ～10 分）（表1，图1）。由 1 名放射诊断的副主任医师及2 名神经介入医师对图像进行VAS 评分。其中A 组的对比剂稀释比例为1:3；B 组为1:5；C 组为1:10。

图1 颅内巨大动脉瘤，CBCT 稀释造影后三维MIP 图。左图为1:3 稀释比例（A 组）；中图为1:5 稀释比例（B 组）；右图为1:10 稀释比例（C 组）。

图2 三组独立样本Kruskal-Wallis 检验视图（A 组为组1，B 组为组2，C 组为组3）。

表1 CBCT 扫描后的18 幅三维MIP 图像的Visual Analogue Scale 平均分

Kruskal-Wallis 检验结果（ 图2） 为：H=11.714，P=0.003，按照α=0.05 的检验标准，拒绝H0，可以认为三组影像资料在VAS 评分中水平有差别。经过两两比较，A 组与B 组之间的VAS 评分有差别（调整后P=0.021）A 组与C 组之间有差别（调整后P=0.004），B 组与C 组之间无差别（调整后P=1）。

讨 论

在神经外科介入手术，尤其是巨大动脉瘤支架植入术一类的手术中，临床常规使用CBCT 下稀释造影三维重建来观察密网支架与血管的三维形态，从而判断支架贴壁、顶壁或桥接等情况及内漏与否。稀释造影的具体参数关系到三维成像的灰度差，良好的灰度差在区分血管和支架两者的结构上至关重要。本文通过对照研究，尝试回答了临床上困扰技师和术者的这个问题：怎样的稀释造影参数能将密网支架的贴壁情况准确显示？

20 世纪90 年代末出现的锥形束 CT（cone beam computed tomography，CBCT）具有三维成像的优点，可提高影像诊断的准确性，且较之医用螺旋 CT，又降低了辐射剂量和费用[5]，很快在各临床学科推广应用[6-8]。准确地说，神经介入外科临床使用的是C-arm CBCT，是基于数字减影血管造影（digital subtraction angiography，DSA）的一项新技术[7]。最初，由于神经外科介入手术的术前术后常规需要CT 检查，而相对方便、无需移动患者的CBCT 则承担了一部分术后观察内漏等并发症的作用。随着CBCT 技术迅速在神经介入外科推开，新的应用逐渐在临床中被开发出来。CBCT 脑血管成像在颅内动脉瘤、颅内血管畸形、血管狭窄、颅内出血、颅内血管内支架成形术等脑血管疾病的诊疗中已显示出其临床应用价值。

与此同时，随着介入技术，包括复合手术室、多种多样的介入材料、影像技术等的进步，神经介入外科的疾病谱逐渐向复杂精细手术迈进。针对大型或巨大型复杂动脉瘤支架植入栓塞术的密网支架血流重建（导向）系统应运而生[8]。本文主要使用的是TubridgeTM 血管重建装置与PipelineTMFlex 血管导向栓塞器械。这两种装置的密网孔设计使得它们不同于传统支架的低金属覆盖率（6.5%～9%）的大网孔设计，大幅增加了对于动脉瘤与载瘤动脉的血流动力学影响[9]。而相较于覆膜支架，又可以保证部分的侧支循坏，临床应用大大拓宽。当然，密网孔设计一定程度地减少了支架柔顺性，故三维上观察密网支架与血管的贴壁情况，就尤为重要。

在CBCT 的三维MIP 图像或二维断层图像中，未稀释的对比剂和支架的密度（灰度）接近，无法将两者区别出来。通过稀释对比剂造影，降低对比剂的密度，从而区别血管和密网支架，进而分析两者的三维关系，即支架的贴壁情况。在临床实际操作中，不同治疗组有不同稀释比例和造影参数，以稀释比例而言，从1:3 ～1:10 不等。什么是最佳的稀释比例和造影参数？临床上并无定论。根据相关文献和临床经验，我们使用的造影参数为：FOV 16cm，C 臂旋转速率10o/s，注射速率4ml/s，总量60 ～64ml，压力150psi，延迟曝光3 秒，在病灶显影充分和图像最佳（C 臂旋转速率最慢、成像数量最多）的前提下，保证重建速度（使用最小FOV，单张图像数据最小）。在此基础上，开展盲法对照研究，研究稀释比例对三维MIP 的成像影响。

本研究的不足之处在于，样本资料病例数较少。通过肉眼（visual analogue scale，VAS）主观判断成像质量，而不是通过测量三维图像灰度差，更贴近临床实际的同时，在定量分析上依然会存在不足。本研究基于新的影像技术于临床、于影像学上的新规范进行探索，其带来的更多定量研究还有待于更新的技术、更完备的临床研究来进一步验证。总之，稀释造影下CBCT 扫描显示密网支架与血管壁的三维关系，该应用为临床带来很大的便利，同时也利于临床探索更复杂疑难的血管疾病。在临床实践和临床研究的结合中，能够为新技术和新应用建立规范。