三维数字减影血管造影与磁共振成像图像融合对脑动静脉畸形术的评估价值

秦梓良

治疗脑动静脉畸形(脑AVM)主要是根据患者的自身特点和脑AVM 的结构特点，以最有效和最安全为原则，制订治疗方式［1－2］。脑AVM 结构对制定最有效的治疗方案是至关重要的，磁共振成像(MRI)和三维数字减影血管造影 (3D DSA)用于获取详细的术前血管造影分型，包括脑AVM 解剖、结构和相关的动脉瘤等。最近，3D DSA 和MRI 图像融合技术，即DSA－MRI 融合，已进入临床使用［3－5］。这种图像融合有望弥补3D DSA 和MRI 图像各自的缺点并增加他们的优势。也就是说，它可以同时显示DSA 提供的脉管结构和磁共振提供的软组织信息［3］。然而，目前还不清楚是否DSA －MRI 融合图像比单独分析3D DSA 或MRI 图像更能提供有助于治疗计划制订的信息。本研究旨在评估DSA －MRI 融合图像是否比单独分析3D DSA 或MRI 图像更有助脑AVM 术前评估，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 收集2009 年6 月—2011 年6 月我院AVM 伴颅内出血病例，5 例伴有颅内出血的脑AVM 患者，其中男3例，女2 例;年龄30 ～62 岁，中位年龄42 岁。均取得患者或其家属的知情同意，无手术相关并发症和死亡情况发生，5 例患者均良好耐受。

1.2 方法 DSA－MRI 融合:首先获取标准的2D DSA 图像，然后处理获得3D DSA 图像。1.5 T MRI 扫描仪 (Philips Achieva 1.5T)获得3D T1 －FFE 影像(SENSE－head－8 头线圈，静脉注射GD － DTPA 0.1mmol/kg)。在工作站进行3D DSA (最大强度投影，MIP)和T1 －FFE 图像融合。由两位经验丰富的神经外科医生单独阅读3D DSA、3D 对比增强T1 －FFE MRI 图像和DSA－MRI 融合图像。神经外科医生独立判断DSA－MRI 融合图像是否为治疗计划提供了额外有用的信息。若出现判断分歧，两位医生协商达成共识。

2 结果

本组5 例患者DSA－MRI 融合图像显示，4 例为幕上脑动脉畸形，1 例为幕下脑动脉畸形，且所有患者在3 ～6cm;瘤巢:所有患者栓塞后检查显示瘤巢有减小现象;引流静脉;3例患者栓塞后出现瘤巢，其中2 例栓塞后引流静脉有明显延迟显影现象;质子加权图像特点:5 例患者质子加权图像检查均发现高信号增加现象。2 名神经外科医生一致认为DSA －MRI融合图像比单独使用3D DSA 和MRI 图像更有利于治疗计划的制订，以其中较为典型的1 例患者造影及成像检查结果为例。患者右顶叶的影响检查发现低信号瘤巢，检查中发现高信号现象;发生栓塞患者进行质子加权成像检查出现瘤巢缩小现象，检查中的血栓形成呈现高信号特点;发生栓塞之前，患者联合造影成像检查结果显现上矢状窦部出现病灶引流静脉;联合造影成像检查结果显现造影相对较淡且有延迟现象(见图1)。左颞叶栓塞前质子加权检查结果显示，瘤巢呈现低信号特点，间或出现高信号现象;栓塞之后进行质子加权，发现瘤巢减小，同时血栓形成检查结果呈现高信号特点;栓塞前的联合造影成像检查结果显示部分区域存在引流静脉延伸至上矢状窦的问题(见图2)。

图1 颅脑血管MRIFigure 1 Cerebral vascular MRI

图2 栓塞前联合造影Figure 2 Combined contrast before embolization

3 讨论

DSA－MRI 图像融合得到的额外信息包括:(1)脑AVM供血动脉、引流静脉或周围动脉的走行模式;(2)脑AVM 内供血动脉、引流静脉和周围正常组织供血动脉、血肿和脑组织的空间关系。前者被认为可预测外科手术或血管内治疗难以预料的血管损伤所导致的功能损伤风险。后者可用于划分脑AVM 的边界，以便放射外科治疗计划的制订。此外，DSA－MRI融合图像有助于神经外科医生术前了解外科解剖以及外科手术计划的制订。神经外科医生也可以在阻断引流静脉前很容易地阻断供血动脉。与3D DSA 仅提供血管信息相比，3D 增强MRI 图像上的脑动脉、静脉显示为高信号点或线。同样，即使是连续层面观察，MRI 图像也不能完全显示动脉的走行模式。MRI 图像也显示瘤灶、血管、血肿和脑组织之间的关系，并且可以通过多平面重建进行综合评价。然而，MRI 图像不能同时在同一平面内连续显示病灶、供血、穿过动脉及引流静脉、脑组织和血肿。

无创性检查如3D CTA 和增强MRA 或非增强MRA 有助于脑AVM 的检测及显示，同时也提供软组织和脉管系统信息。然而，传统的血管造影或DSA 仍是脑AVM 研究的金标准。相对于DSA，CTA、MRA 等无创技术空间分辨率较差，不能整个大脑脉管系统高分辨率成像，也无法提供准确的颅内血流动力学信息。本研究结果表明，DSA－MRI 融合图像通过显示脑脑AVM 外科解剖或划分脑AVM 与血肿的界限，有助于外科或放射外科治疗计划的制订，并能预测外科手术或血管内治疗难以预料的血管损伤所导致的功能损伤风险。尽管这些信息可以在某种程度上来自适当和小心阅读DSA 和MRI 图像，但是DSA－MRI 融合图像更容易和清晰提供这类信息。此外，DSA－MRI 融合图像也不会给患者带来额外的负担。

一般认为，3D MRI 血管成像可以显示脑AVM 内血流速度较高的血管。其主要局限是难以显示涡流或血流速度较低的血管，包括脑AVM 静脉引流模式的显示。由于血管重叠和对流入血流的抑制，MRI 血管成像较难准确界定供血动脉。同时，由于空间分辨率较低，MRI 血管成像难以显示小脑脑AVM 的瘤巢。此外，短T1 结构如亚急性出血内的高铁血红蛋白的干扰，可能会掩盖脑AVM 内的血管［6］。尽管对比增强梯度回波成像和MRI 血管成像有潜力显示较小、缓慢流动或湍流动脉和静脉，但仍然难以清晰区分病变或周围血管与亚急性出血［4］。最近有文献报道脑AVM 手术使用CTA、MRI、MRA 或MRV 融合图像进行术前分析，但其主要缺陷仍然是空间分辨率较低［7］。如本研究所示图像，DSA－MRI 融合图像可能是显示脑AVM 结构及其与周围组织关系最清晰的技术。DSA －MRI 融合图像是有创伤性检查，但经历了3D DSA －MRI 融合成像的患者并无额外的损伤。因为DSA －MRI 图像融合是通过工作站软件完成的。当前DSA －MRI 融合图像的缺陷是难以提供脑AVM 动静脉两边血流流动速度信息。然而，这些信息可以通过二维DSA 获得。对于外科术前治疗计划来说，DSA－MRI 融合图像是非常有用的。脑AVM 手术需要首先确定畸形，然后清除表面供血血管及通向瘤巢的结构，最后完全切除瘤巢结构。脑AVM 术前评估的主要内容包括病灶血管的显示，动脉静脉的区分，血管与瘤巢之间的关系以及瘤巢与大脑表面的位置关系。大脑表面和表面血管的显示有助于病灶的定位。神经外科医生还必须了解供应脑AVM 的动脉是否同时供应周围脑组织。DSA－MRI 融合图像可以为神经外科医生提供所有信息。

单幅DSA －MRI 融合图像就能提供脑回及其与病变和脉管系统关系的信息。由于这种高级图像融合技术处理时间较短，相对于单独分开分析3D DSA 和MRI 图像，神经外科医生术前可以更轻易、准确地理解脑AVM 的外科解剖。综上所述，对伴有颅内血肿的脑AVM 患者，DSA －MRI 融合图像比3D DSA 或MRI 图像提供了有用的额外治疗计划信息。考虑到DSA－ MRI 融合图像解剖信息清晰且后处理时间合理，DSA－MRI融合图像值得作为脑AVM 术前评估的重要手段去推广。

1 黄延林，张俊卿，陈锷，等. 脑动静脉畸形的治疗时机和方法的选择［J］. 中华神经外科杂志，2005，21 (10):616 －619．

2 Starke RM，Komotar RJ，Hwang BY，et al． Treatment guidelines for cerebral arteriovenous malformation microsurgery ［J］． Br J Neurosurg，23:376 －386．

3 Shimizu S，Suzuki H，Maki H，et al． A novel image fusion visualizes the angioarchitecture of the perforating arteries in the brain ［J］． AJNR Am J Neuroradiol，24:2011 －2014．

4 Suzuki H，Maki H，Maeda M，et al． Visualization of the intracisternal angioarchitecture at the posterior fossa by use of image fusion ［J］． Neurosurgery，2005，56 (2):335 －342．

5 Suzuki H，Shimizu S，Maki H，et al． Role of image fusion combining three－ dimensional digital subtraction angiography with magnetic resonance imaging in evaluation of unruptured cerebral aneurysms ［J］．Neurol Res，2007，29 (1):58 －63．

6 Bednarz G，Downes B，Werner － Wasik M，et al． Combining stereotactic angiography and 3D time－of－flight magnetic resonance angiography in treatment planning for arteriovenous malformation radiosurgery［J］． Int J Radiat Oncol Biol Phys，2000，46 (5):1149 －1154．

7 Ng I，Hwang PYK，Kumar D，et al． Surgical planning for microsurgical excision of cerebral arteriovenous malformations using virtual reality technology ［J］． Acta Neurochir，2009，151 (5):453 －463．