Янь Вэньмин, отделение радиотерапии, аффилированная больница Медицинского университета Внутренней Монголии
Рецензенты: Ань Юнпин и Сунь Лихуа Янь Вэньмин (рецензент)
Китайский журнал практической медицины, 2007, том 1, № 1: 33-36
[Использование спиральной компьютерной томографии для выполнения непрерывного тонкослойного стереообъемного сканирования исследуемого уровня, включая целевой сосуд, а затем использование компьютера для выполнения постобработки изображения, и, наконец, трехмерное отображение целевого сосуда в технологии визуализации сосудов.CTA является специальным применением спиральной компьютерной томографии, клиническая практика показывает, что рациональное применение CTA может предоставить аналогичную диагностическую информацию, как обычная ангиография, и имеет преимущества короткого времени сканирования, низкой частоты осложнений и т.д. Его преимуществами также являются короткое время сканирования и низкая частота осложнений.
[Ключевые слова]; спиральная компьютерная томография; ангиография; рентгеновский компьютер
[Классификация И.К.] R814.3, R814.42 [ID статьи] B [ID документа]
КТ-ангиография (сокращенно КТА) — это метод визуализации сосудов, при котором используется спиральная компьютерная томография для непрерывного и непрерывного сканирования тонкого слоя стереоскопического объема на исследуемом уровне, включая целевой сосуд, после внутривенного введения контраста, а затем с помощью компьютера производится постобработка изображения, и в итоге целевой сосуд предстает в трех измерениях [1]. Клиническая практика показывает, что рациональное применение КТА может обеспечить такую же диагностическую информацию, как и обычная ангиография, и имеет такие преимущества, как короткое время сканирования и низкий процент осложнений. Однако для гибкого применения КТА в диагностике различных клинических заболеваний необходимо более полное понимание основ спиральной КТ, оптимального способа применения йодного контраста и технологии компьютерной трехмерной визуализации [2], что и рассматривается ниже.
I. Методики применения CTA
1, Выбор диапазона визуализации Диапазон визуализации при КТА зависит от анатомического участка, который мы хотим наблюдать, и клинической диагностической проблемы, которую необходимо решить. Начальная и конечная точка КТА определяется путем выполнения сначала аксиального сканирования в заранее определенном нами диапазоне визуализации, однако для диагностических целей чем больше диапазон, охватываемый КТА, тем лучше. Для того чтобы лучше отразить локализацию поражения и улучшить клинический диагноз, важно также выбрать соответствующие параметры визуализации.
2, Выбор параметров визуализации Объем сканирования (V) спиральной КТ = толщина слоя сканирования (SW) x шаг (pitch) x время непрерывного сканирования (ST) [3], поэтому толщина слоя и шаг являются двумя важными параметрами для нашего выбора. Шаг — это отношение расстояния перемещения станины к ширине коллиматора при 3600 оборотах сферической трубки. Чем больше толщина слоя, тем больше объем, охватываемый за то же время сканирования, но меньше пространственное разрешение; чем меньше толщина слоя, тем выше пространственное разрешение и меньше объем, охватываемый за то же время сканирования. Чем меньше толщина слоя, тем выше пространственное разрешение и тем меньший объем охватывается за то же время сканирования. Внутричерепная КТА должна показывать мелкие сосуды, поэтому чем выше пространственное разрешение, тем лучше. В брюшной полости, где кровеносные сосуды толще, а объем, который необходимо охватить, как можно больше, пространственное разрешение слоя толщиной 5 мм соответствует требованиям и позволяет охватить больший объем. Чем больше шаг, тем больший объем одновременно охватывается сканированием, но общее количество информации уменьшается, поэтому разрешение изображения снижается; и наоборот, чем меньше шаг, общее количество информации значительно увеличивается, и разрешение изображения возрастает. В большинстве сканирований КТА межскановый интервал составляет 30 секунд по двум причинам: (1) торакоабдоминальная КТА требует задержки дыхания, а большинству пациентов трудно задержать дыхание более чем на 30 секунд; (2) номинальная тепловая мощность лампы не позволяет проводить слишком длительную непрерывную экспозицию при определенных условиях тока в лампе. воздействие. При определенных условиях сканирования, чем меньше поле зрения (FOV), тем выше пространственное разрешение, поэтому при КТА необходимо контролировать FOV в минимально допустимом диапазоне.
Правильное использование внутривенных контрастных веществ является еще одним важным фактором успеха КТА. Шприц высокого давления является необходимым оборудованием в связи с необходимостью контролировать скорость введения, объем препарата и время задержки от начала введения до сканирования. Очень важно, чтобы процесс усиления болюса соответствовал гемодинамике пациента, чтобы оптимизировать целевой сосуд во время сканирования и минимизировать влияние посторонних вен и паренхимальных органов на целевой сосуд. Из-за индивидуальных различий необходимо сначала определить время циркуляции, поскольку приблизительное определение на основе частоты сердечных сокращений и/или артериального давления и различных контрастных веществ является очень неточным и может привести к тому, что примерно 40% сосудов не будут оптимально усилены. Процедура заключается в следующем: 20 мл йодного контраста вводят внутривенно из предплечья со скоростью 5 мл/с. Осевое спиральное сканирование выполняется каждые две секунды в заранее определенной контрольной точке между 8 и 30 секундами после введения болюса, после чего строится кривая временной плотности. Эта кривая используется для определения задержки сканирования после болюсного введения контрастного вещества во время спирального сканирования.
4, Компьютерная постобработка исходных данных после сканирования (реконструкция КТА) После сканирования исходные данные поступают на компьютерную рабочую станцию для постобработки КТА. Чтобы уменьшить влияние эффекта частичного объема, улучшить частоту обнаружения мелких сосудов и сделать 3D изображение более гладким, отсканированные данные должны быть реконструированы в изображение поперечного сечения с 33% перекрытием. Объемные данные получают с помощью спиральной компьютерной томографии в режиме непрерывного объемного сканирования и после 3D рабочей станции исходные данные могут быть реконструированы различными способами (MIP, SSD, VR, CPR) сосуды могут быть реконструированы на любом уровне и в любом направлении.
В настоящее время в клинической практике существует три основных метода отображения КТА: проекция затененной поверхности (SSD), проекция максимальной интенсивности (MIP) и косая или кривая плоскостная реформация (MIP). ). (1) В большинстве случаев SSD может быть синтезирован непосредственно из реконструированного изображения без необходимости редактирования исходных данных; синтез SSD начинается с установки значения области, удаления пикселей выше и ниже этого значения области, а все оставшиеся пиксели обрабатываются компьютером для формирования представления, направленного в определенную сторону света. Это изображение отражения поверхности закодировано в серой шкале, и SSD показывает мельчайшие структуры кровеносных сосудов и является ценным для описания перекрывающихся областей кровеносных сосудов. Из-за выбора одного значения домена кальцифицированные пятна невозможно отличить от контраста в просвете сосуда. Стенозы неправильно отображаются как разрывы, когда КТ-значение пикселя в месте стеноза меньше значения домена из-за эффекта частичного объема. (2) Изображения MIP похожи на изображения DSA и обычной ангиографии. Благодаря более высокой плотности плотных структур, таких как кость и кальцификация, по сравнению с контрастсодержащими сосудами, изображения MIP можно отличить от сосудов. Контраст между заполненными контрастом сосудами и окружающими тканями очевиден, показывая степень стеноза, изъязвления и бляшки. MIP — это проекция каждого проекционного луча с заданного направления объемных данных, закодированных максимальным значением, для формирования одного проекционного изображения, одно отдельное MIP изображение не обеспечивает трехмерный эффект, но может быть повернуто вдоль оси и сделано в нескольких угловых интервалах для получения нескольких проекционных изображений под разными углами, чтобы можно было выразить трехмерные отношения. . Также возможно последовательное отображение этих изображений на флуоресцентном экране в виде фильма для динамического наблюдения трехмерных отношений. Поскольку серая шкала изображения кодируется в соответствии со значениями рентгеновского ослабления, ограничения, вызванные доменным кодированием в SSD-изображениях, отсутствуют в MIP-изображениях. Ограничение изображений MIP заключается в области перекрытия сосудов, где сосуды более высокой плотности могут заслонять сосуды относительно низкой плотности. Редактирование исходного изображения перед MIP полезно для улучшения качества изображения MIP. (3) Косое (кривое) составное изображение представляет собой прямую или кривую линию, установленную на томографическом изображении, вдоль которой формируется косое (кривое) изображение толщиной в один пиксель, перпендикулярное исходному томографическому изображению. Это изображение в основном используется для наблюдения морфологии и хода целевого сосуда по продольной оси. Он дополняет методы MIP и SSD, которые могут показать извилистые сосуды. Однако синтез косой (изогнутой) плоскости сильно зависит от уровня оператора и подвержен человеческим ошибкам, таким как неточный выбор косой (изогнутой) плоскости, или затемненные очаги поражения, или дает ложноположительные результаты.
II. Клиническое применение КТА
1, Брюшная полость.
(1) Брюшная аорта: КТА подходит для предоперационной оценки аневризмы брюшной аорты. Она позволяет определить размер аневризмы и степень вовлечения, ветви вовлеченной артерии и степень стеноза вовлеченной артерии. КТА может делать различные угловые проекции, поэтому она лучше обычной ангиографии позволяет увидеть шейку параренальных и супраренальных аневризм и сложные взаимоотношения с окружающей областью. В случае коарктации аорты можно отметить вовлечение ветвей аорты и сдавление истинного просвета ложным.
(2) Брыжеечные артерии: КТА превосходит обычную ангиографию в демонстрации стеноза целиакии и верхней брыжеечной артерии, а также четко показывает их коллатеральные обходные сосуды.
(3) Почечные артерии: КТА может точно обнаружить и продемонстрировать стенозы почечных артерий, а градация стеноза в целом соответствует традиционной ангиографии, при этом MIP превосходит SSD по методам реконструкции. Дилатация почечных артерий после стеноза, а также отклонения в размере и плотности почек после ангиографии повышают специфичность КТА, что является хорошим признаком того, что стеноз превышает 70% и вызвал значимые гемодинамические изменения.
(4) Внутрисосудистые металлические стенты: КТА может очень хорошо показать внутрисосудистые стенты и их трансплантаты. MIP-КТА может показать связь между стентом и сосудами ветви аорты, но не может показать внутренний просвет стента, который затемняется из-за высокой плотности металлического стента. Наблюдение металлических стентов с помощью SSD-CTA ограничено тем, что SSD может показать только форму сосуда, утолщенного стентом. Косая (изогнутая) томография может быть выполнена со стороны длинной оси стента и поэтому считается ценным методом оценки внутреннего состояния металлических стентов, наличия внутреннего роста стенки и деформации стента. По сравнению с обычной ангиографией, КТА дает более четкое представление об отслойке стент-графта и утечке контраста вокруг трансплантата.
2, Легочная.
(1) Легочная эмболия: Как и при обычной ангиографии, КТА легочного кровообращения может непосредственно продемонстрировать тромб в просвете легочных сосудов, проявляющийся в виде полных или частичных дефектов наполнения, знаков железнодорожных путей и т.д. Документально подтверждено, что точность КТА в демонстрации как заболевания центральной артерии, так и сегментов легочной артерии превосходит точность МРТ и обычной ангиографии.
(2) Аневризма легких: КТА имеет высокую диагностическую эффективность при этом заболевании, о чем свидетельствует круглое легочное образование с постоянным усилением центральной легочной артерии. тромбоза и измерение внутреннего диаметра питающей артерии перед эмболизацией [5], что делает КТА незаменимым методом предоперационной визуализации при аневризмах легких.
(3) Оценка периферических легочных сосудов с помощью спиральной КТ: Спиральная КТ широко используется для оценки диффузных заболеваний легких, но все еще существуют ограничения в оценке микроскопических узелков и дольковых центральных поражений. Скользящий тонкий блок MIP является более желательным методом ① Он может отображать субмиллиметровые сосуды, более длинные, чем их соответствующие тонкие срезы. (ii) Метод расчета MIP приводит к улучшению контрастного разрешения. ③ Среднее фоновое значение поддерживается на низком уровне. (iv) Контраст не вводится, и фон не усиливается.
(4) Еще одно клиническое применение скользящей тонкоблочной МРТ заключается в демонстрации крошечных внутрилегочных артериовенозных фистул без усиления [16].
(5) Врожденные заболевания легких: КТА также имеет определенную диагностическую ценность в демонстрации врожденных легочных сосудистых мальформаций, обеспечивая надежную клиническую основу для лечения врожденных легочных сосудистых мальформаций.
(3) Печень: КТА печени может четко продемонстрировать сосудистость опухолей печени и обеспечить морфологическую основу для диагностики инвазии печеночной артерии. Обычно он позволяет дифференцировать гепатоцеллюлярную карциному и печеночную гемангиому.
4, Почка: основной ствол почечной артерии может быть удовлетворительно продемонстрирован с помощью КТА, но мелкие артериальные ветви в почечной паренхиме не могут быть удовлетворительно продемонстрированы.
5, Краниальный.
(1) Внутренняя сонная артерия: точность КТА зависит от компенсации кальцифицированных пятен с помощью методов обработки изображений, поскольку они тесно связаны со стенозом в большинстве артерий. Автоматические методы увеличения площади используются в SSD для устранения кальцифицированных участков, чтобы более четко показать место и степень стеноза. В литературе сообщалось, что анализ исходных аксиальных изображений имеет значение для точного определения степени стеноза при MIP-CTA без декомпозиции. Также сообщалось, что степень соответствия между обычной ангиографией и КТА составляет только 50%, если количество контраста и скорость потока подобраны неправильно, толщина слоя сканирования слишком большая (5 мм) и отсутствует метод компенсации кальцификации. Эти результаты показывают, что использование методов визуализации КТА имеет решающее значение для получения высококачественных изображений и, таким образом, повышения точности диагностики.
Программное обеспечение AVA для реконструкции кровеносных сосудов — это интеллектуальное программное обеспечение для анализа сосудов, которое представляет собой метод реконструкции, сочетающий MIP и многонаправленную реконструкцию поверхности. MIP изображения позволяют наблюдать общий контур сосуда, но не могут показать связь между стенозом и окружающей костью и атеросклеротической бляшкой; превращение извилистого сосуда в изображение прямого сосуда, давая соответствующую кривую внутреннего диаметра сосуда, может показать место стеноза, которое может быть выбрано на этом изображении. Референтный сосуд, начало стенотического сегмента, автоматически определяется программным обеспечением. Многонаправленное реконструированное изображение позволяет рассмотреть стеноз со всех сторон, а площадь стеноза автоматически рассчитывается на изображении участка стеноза, перпендикулярного направлению движения сосуда, что делает расчет степени стеноза более точным.
Техника VR основана на технике доменных значений, когда компьютер реконструирует изображения из вокселей в пределах выбранного диапазона доменных значений. VR не может удовлетворительно отобразить сосуды при наличии кальцификации и влияния кости, например, кальцификация сосудов, неудовлетворительное отображение стеноза вокруг них, высокая плотность кости, а в областях, где кость находится близко к сосудам, таких как внутренняя сонная артерия вокруг основания черепа и позвоночная артерия вокруг foramen transversale, кость не может быть отделена от сосудов из-за эффекта частичного объема, и отображение сосудов в соответствующих областях нарушается. техника; неправильный выбор значений домена может привести к удалению мелких сосудов, преувеличению степени стеноза или отображению неудовлетворительных сосудов со значительным стенозом.
(2) Внутричерепные сосуды: предварительные исследования показали, что КТА можно использовать для оценки кольца Уиллиса и системы позвоночно-базилярной артерии, чтобы выявить аневризмы, стенозы и врожденные аномалии. Для отображения более тонких внутричерепных артерий применяется толщина слоя сканирования 1 мм с субмиллиметровыми интервалами реконструкции. Для некоторых артериальных ветвей вблизи основания черепа перед 3D-реконструкцией необходимо удалить костные структуры. Скользящая тонкослойная МИП — отличный метод визуализации внутричерепных сосудов.
В зарубежной литературе сообщается об успешной визуализации всех внутричерепных и внечерепных вертебробазилярных артерий с помощью субсекундной спиральной компьютерной томографии, 3D-SSD реконструкции. Это позволит расширить перспективы визуализационной диагностики стеноза сонных и позвоночных артерий с помощью спиральной КТА.
III. Обсуждение
Результаты данного исследования показывают, что КТА может четко продемонстрировать стволы аорты, позвоночной артерии, почечной артерии, нижней полой вены, общей сонной артерии, внутренней сонной артерии, наружной сонной артерии; стволы мозговой артерии, легочной артерии, легочной вены, селезеночной артерии и бедренной артерии и их ветви 1-3 класса; портальную венозную систему (включая верхнюю брыжеечную вену, селезеночную вену, ствол портальной вены и ветви 1-3 класса и 3 печеночные вены). -Надежность КТА хорошая, с высокой степенью согласия с обычной ангиографией, а визуализация сосудов с помощью КТА связана не только с производительностью самой спиральной КТ, но и с концентрацией контраста в просвете исследуемого сосуда, условиями сканирования и методом реваскуляризации. (1) Внутрипросветная концентрация контраста зависит от типа контраста, содержания йода, общего объема введенного контраста, скорости потока, времени задержки сканирования, места введения контраста и состояния кровообращения пациента. (2) Направление сканирования соответствует направлению кровотока, например, сканирование торакоабдоминальной аорты должно проводиться с цефаладной стороны к ножке, а сканирование воротной и печеночной вен должно проводиться со стороны ножки к цефаладной стороне, чтобы максимально использовать пик внутрисосудистого контрастного усиления.
С внедрением спиральной компьютерной томографии и непрерывным развитием и совершенствованием технологии КТА, КТА широко используется в различных клинических дисциплинах, особенно в области сонных и вертебробазилярных артерий, по следующим причинам: цереброваскулярные заболевания являются одной из трех основных причин смерти людей в настоящее время. Многочисленные клинические отчеты показали, что стеноз экстракраниальных сонных артерий тесно связан с ишемической цереброваскулярной болезнью, а внутричерепной тромбоз или смещение склеротической бляшки сонных артерий может вызвать транзиторную ишемическую атаку (ТИА) и клинические симптомы инсульта. Стеноз сонной артерии >70% считается тяжелым, и следует рассмотреть возможность профилактической каротидной эндартерэктомии [6-8]. В прошлом диагностика каротидного стеноза в основном основывалась на ДСА. В последние годы неинвазивные или минимально инвазивные визуализирующие исследования, такие как ДУС, МРА и КТА, открыли новые подходы к изучению каротидного сосудистого русла и все чаще используются для раннего выявления, мониторинга каротидного стеноза и послеоперационного наблюдения.
Однако КТА имеет свои преимущества и недостатки по сравнению с обычной ангиографией. ДСА, несомненно, является золотым стандартом оценки стеноза, но она имеет 2-3% риск[9] и возможные осложнения, такие как вазоспазм из-за канюляции и смещение атеросклеротической бляшки. Методы КТА не требуют трансартериальной канюляции и более приемлемы у пациентов без явных симптомов и у пожилых пациентов. Преимущества СКТА заключаются в том, что она может показать кальцификацию и тромбоз в стенке сосуда в сочетании с поперечными и мультипланарными реконструированными изображениями для получения более четкой картины просвета, стенки и прилегающих тканей; она также может быть выполнена в трех измерениях для получения более реалистичной картины трехмерной морфологии поражения сосуда и его взаимосвязи с окружающими структурами; это простой и неинвазивный метод, более короткий, чем ДСА, и относительно недорогой. Недостатком СКТА является то, что когда кровеносные сосуды, подлежащие исследованию, большие, а общее количество контраста и емкость колбы ограничены, сканирование может быть выполнено только путем увеличения толщины слоя и шага, в результате чего соотношение сигнал/шум и разрешение снижаются. В результате снижается соотношение сигнал/шум и разрешение. Документально подтверждено, что СКТА может использоваться в качестве предпочтительной альтернативы ДСА при поражении крупных сосудов.
ССЫЛКИ
1. Чиа Цзянь-Финь, Сяо Мин, Ван Чэн-Юань. Клиническое применение спиральной КТ-ангиографии. Радиологическая практика 1997.12(4): 145-148
2. Kang YJ. Обзор. КТ-ангиография и ее клиническое применение. Китайская технология медицинской визуализации, 1996.12(1):12
3. Stechling MK. Lawrence JA. Weintraub JL, et al. КТ-ангиография: расширенное клиническое применениеа. AJR, 1994, 163:947
4. Remy Jardin M, Remy J. Диагностика острой легочной эмболии с помощью спиральной компьютерной томографии; сравнение с легочной ангиографией и сцинтиграфией[J], Радиология: 1996.200:699-706
5. Johnson PT. Heath DG. КТ-ангиография: визуализация грудной клетки с помощью интерактивной техники визуализации Влума [J] J Comput Assist Tomogr, 1997, 21; 110 -114
6. Эснол Г.Ф. Фишер и история болезни сонных артерий. инсульт, 1996.27:559
7. Полак Г.Ф., Калина Б. Донсльдсо М.К. и др. Каротидная эндартерэктомия; предоперационная оценка кандидатов с помощью комбинированной доплеровской сонографии и МРТ. ангиография. Радиология. 1993, 186:333
8. Zhou D B, Cheng D Y, Xu B N, et al. Эндартерэктомия при стенозе сонной артерии. Китайский медицинский журнал. 1999. 79:816
9. Ван Пэйцзюнь, Чжу Вэньцзян, Тянь Цзяньмин, Лв Таожэнь, Зуо Чанцзин, Ван Минцзе, Ян Цзицзинь, Сюэ Хун, Фань Юэлань. Исследование спиральной КТ-ангиографии поражений аорты. Китайская технология медицинской визуализации 1998 г. Том 14 № 4: 305-306
10. Рубин Г.Д. и др. КТ-ангиография таза; приступы бифуркации бедра. AJR, 1993.160:22
11.Napels. et al. КТ-ангиография со спиральной компьютерной томографией и проекцией максимальной интенсивности. Радиология.1992.185:607-610
12. Cline HE и др. Трехмерные поверхностные магнитно-резонансные изображения мозга и его сосудистой системы. JACT. 1991, 15:344-351
13.Marcus CD, ladam-Marcus VJ, Bigot JL, et al. Стеноз сонной артерии; оценка при КТ-артериографии с помощью метода объемного рендеринга. Радиология, 1999.211:775
Леклер X, Говрит Й.Г. Пруво Ж.П. Полезность КТ-ангиографии с объемной визуализацией после каротической ангиопластики и стентирования. AJR. 2000, 174:820
15. Нери Э. Карарнелла Д. Фаласки Ф, и др. Виртуальная КТ внутрисосудистая эндоскопия аката. проколотая поверхность и пороговые артифаты плавающей формы. Радиология. 1999.212:276
16. Lu X.Y., Zhang B.S., Wang D., Shi H.P., Xiong M.F., Song Y.L., Yu M., Fang H., Yang H. Спиральная КТ-ангиография и симуляция эндоскопической сонной артерии. Китайский журнал медицинской визуализации 2001, том 9, № 3: 186-189
17. Тань Чанлянь, Ли Детай, Лю Хуэй, Шэнь Шубин, Ли Пэн, Ло Цзяньгуан. предварительное клиническое применение КТ-ангиографии. Журнал клинической радиологии 1997, том 16, № 6: 373-375
18. Лю Цзюньси. Обзор. Клиническое применение спиральной КТ-ангиографии легочного кровообращения. Китайская технология медицинской визуализации 2001, том 17, № 5: 477-479
19. Chia JF, Xiao M, Wang Cheng Yuan. Клиническое применение спиральной КТ-ангиографии. Радиологическая практика 1997, 12(4): 145-148
20. Hong Z., Zhao D.F., Geng D.Y., Shen T.Z. Клиническое применение электронно-лучевой КТ-ангиографии для оценки стеноза сонной артерии. Китайский журнал медицинской компьютерной визуализации. 2000, том 6, № 2: 83-87
21. Pu YL, Luo DX, Li QF, Lu Y, Gao J, Zhang JL. Предварительное клиническое применение КТ-ангиографии с двойной спиралью. теория КТ и прикладные исследования 1995 Том 4 № 3: 1-5