三维旋转数位减影血管造影和三维图像重建技术在内脏动脉瘤介入治疗中的应用

梁吉廷　刘嵘　施惠斌　胡佳妮　王建华　颜志平　程洁敏

(复旦大学附属中山医院介入治疗科，上海　200032)

·论著·

三维旋转数位减影血管造影和三维图像重建技术在内脏动脉瘤介入治疗中的应用

梁吉廷刘嵘施惠斌胡佳妮王建华颜志平程洁敏

(复旦大学附属中山医院介入治疗科，上海200032)

摘要目的：评价三维旋转数位减影血管造影(digital subtraction angiography，DSA)和三维图像重建技术在内脏动脉瘤介入治疗中的应用价值。方法： 选择2007年1月—2015年8月在复旦大学附属中山医院介入治疗科于介入栓塞治疗前行三维旋转DSA和三维图像重建的内脏动脉瘤患者25例，应用Siemens Artis DTA或Philips Allura F20 DSA机行靶血管的三维旋转DSA并进行三维图像重建，与常规二维 DSA进行对比。结果： 25例患者中肝动脉瘤8例，脾动脉瘤10例，胃十二指肠动脉瘤3例，肾动脉瘤3例，胰十二指肠下动脉瘤1例。所有患者三维旋转DSA均获得成功，技术成功率100%。三维旋转DSA和三维重建图像均能清楚显示动脉瘤的载瘤动脉直径、瘤颈和瘤腔等解剖学信息。25例患者共发现30个动脉瘤。常规二维 DSA仅明确诊断了30个动脉瘤中的27个，而且15个动脉瘤瘤颈由于动脉瘤瘤腔较大重迭或靶血管扭曲未能清楚显示。结论： 与常规二维 DSA相比，三维旋转DSA和三维图像重建能更精确地显示内脏动脉瘤的解剖信息，特别是对瘤颈的显示，从而可为介入诊断及治疗提供更精确的图像。

关键词三维旋转数位减影血管造影；三维图像重建；内脏动脉瘤；解剖学评价

中图分类号R815

文献标识码A

Application of Three-Dimensional Rotational Digital Subtraction Angiography and Three-Dimensional Reconstruction Technique in the Interventional Treatment of Visceral Artery AneurysmLIANGJitingLIURongSHIHuibinHUJianiWANGJianhuaYANZhipingCHENGJiemin

DepartmentofInterventionalRadiology,ZhongshanHospital,FudanUniversity,Shanghai200032,China

AbstractObjective： To evaluate the application of three-dimensional(3D) rotational digital subtraction angiography(DSA) and three-dimensional reconstruction technique in the interventional treatment of visceral artery aneurysm.Methods： A total of 25 patients with visceral artery aneurysm, who underwent 3D rotational DSA and reconstruction before the interventional embolization treatment in the Department of Interventional Radiology, Zhongshan Hospital,Fudan University during Jan 2007 and Aug 2015, were selected.3D rotational DSA and reconstruction was performed by using Siemens Artis DTA or Philips Allura F20 DSA equipment, and the results were compared with that of conventional 2D DSA. Results： There were 8 hepatic artery aneurysms,10 splenic artery aneurysms,3 renal artery aneurysms,3 gastroduodenal artery aneurysms,and 1 inferior pancreaticoduodenal artery aneurysm among the 25 patients.The 3D rotational DSA procedures were successful in all patients,and the success rate was 100%.Anatomical morphology including the diameter, neck and cavity of aneurysm was exhaustively demonstrated.A total of 30 aneurysms were diagnosed by 3D rotational DSA among the 25 patients.Among the 30 aneuryms, only 27 aneurysms were confirmed by conventional 2D DSA,and the aneurysm necks of 15 aneurysms were not exhaustively demonstrated due to the anatomical overlapping of the large aneurysm cavity, or the vessel tortuosity. Conclusions： As compared to the conventional 2D DSA, the 3D rotational DSA and reconstruction can demonstrate anatomical information of visceral artery aneurysms more precisely, especially the aneurysm neck, so as to provide more precise images for the interventional diagnosis and treatment.

Key WordsThree-dimensional rotational digital subtraction angiography；Three-dimensional reconstruction；Visceral artery aneurysm；Anatomical assessment

随着影像学技术的发展和广泛应用，越来越多无症状的内脏动脉瘤被发现并明确诊断。由于具有微创、患者无需开腹且治疗效果确切等优点，经皮血管腔内介入治疗已经成为治疗内脏动脉瘤的首选方法[1]。介入治疗前需对动脉瘤的流入动脉、流出动脉、动脉瘤颈以及瘤腔和周围血管关系等进行详细的评估，CT血管造影(computed tomography angiography，CTA)和磁共振血管造影(magnetic resonance angiography，MRA)能提供一定的有用信息[2-3]。常规的二维数字减影血管造影(digital subtraction angiography，DSA)能清楚显示有无动脉瘤，并能对动脉瘤的解剖学结构以及所需栓塞靶血管情况进行评价，是诊断动脉瘤的“金标准”[1]。但在靶血管迂曲、分支多、动脉分支相互重叠、动脉瘤直径较大等情况下，二维 DSA对动脉瘤解剖结构细节的显示仍有局限性[4]。

三维旋转DSA技术是利用血管造影机C形臂快速旋转过程中行靶区造影的新技术，该技术可多方位显示靶血管和病变的血管解剖细节。经三维旋转DSA采集的数据进行三维图像重建可立体、任意角度地观察病变和靶血管的空间解剖关系，能更好地为介入治疗提供清晰、精确的影像学指导。目前，三维旋转DSA已经应用于颅内动脉瘤、肝癌、子宫肌瘤、主动脉大支架等的介入治疗中[4-7]。本研究探讨三维旋转DSA和三维图像重建技术在内脏动脉瘤介入治疗中的应用价值。

1资料与方法

1.1一般资料选择2007年1月—2015年8月在复旦大学附属中山医院介入治疗科于介入栓塞治疗前行三维旋转DSA和三维图像重建的内脏动脉瘤患者25例，其中男性18例，女性7例；年龄35～65岁，中位年龄56岁。25例患者中肝动脉造影12例、脾动脉造影10例、肾动脉造影3例。

1.2设备和技术使用德国Siemens公司Artis DTA或荷兰Philips公司Allura F20 DSA机。采用常规Seldinger穿刺法经股动脉穿刺，置入5F导管鞘进行相应血管插管。肝动脉、脾动脉使用5F RH导管，肾动脉使用5F Cobra导管。靶血管插管成功后先行常规二维 DSA，以获得靶血管和动脉瘤的初步影像学解剖信息。

三维旋转DSA：使用Siemens Artis DTA或Philips Allura F20 DSA机自带的三维 DSA应用软件，先在DSA透视下确定治疗靶目标，把兴趣目标放置采集中心，正侧位选定。肝动脉和脾动脉造影剂量为5 mL/s，总量30 mL。肾动脉造影剂量为4 mL/s，总量24 mL。根据DSA机自带的三维 DSA程序选择适当的曝光帧数，曝光延迟设定为2 s。三维旋转DSA通过旋转C形臂旋转2次来完成整个图像信息的采集。第1次旋转采集蒙片，第2次旋转注射造影剂成像。把蒙片像与血管造影像重叠翻印，通过三维工作站行三维图像重建和后处理。旋转DSA采集时需特别注意患者的屏气训练，患者屏气应在平静呼吸下屏气，且每次屏气幅度应尽量保持一致。

图像重建和后处理：采集的图像传送至三维工作站，传输到三维工作站的原始信息经过DSA LD自动三维重建，采用最大密度投影(maximum intensity projection，MIP)、容积再现技术(volume reconstruction technique，VRT)。重建后可获得包括横断位、矢状位、冠状位等任意角度的图像。

2结果

25例患者中，12例使用Siemens Artis DTA进行三维旋转DSA，13例使用Philips Allura F20进行三维旋转DSA，取像均获得成功，技术成功率100%。三维旋转DSA后三维重建图像满意，清楚显示出动脉瘤的输入动脉、输出动脉以及动脉瘤的瘤颈和瘤腔等解剖学信息。

三维旋转DSA和三维图像重建显示，25例患者中肝动脉瘤8例，脾动脉瘤10例，胃十二指肠动脉瘤3例，肾动脉瘤3例，胰十二指肠下动脉瘤1例。25例患者共发现30个动脉瘤，其中22例有1个动脉瘤，2例有2个动脉瘤，1例有4个动脉瘤。30个动脉瘤中直径小于2 cm动脉瘤16个，直径大于2 cm动脉瘤14个；真性动脉瘤20个，假性动脉瘤10个。

与三维旋转DSA相比，二维 DSA明确诊断了30个动脉瘤中的27个动脉瘤。对于1例有4个肝动脉瘤的患者，二维 DSA仅清楚显示1个动脉瘤，而其他3个直径较小的动脉瘤未能做出诊断，见图1。

通过三维旋转DSA和三维图像重建，30个动脉瘤的瘤颈和瘤腔情况均得以清楚显示，而二维 DSA仅能清楚显示15个动脉瘤的瘤颈以及动脉瘤与靶血管的解剖关系。二维DSA未能清楚显示其余15个动脉瘤的原因为：动脉瘤瘤腔较大难以显示瘤颈5个，靶血管扭曲重叠10个，见图2。

A、B：常规导管和微导管二维 DSA图像，可见肝动脉中段假性动脉瘤，形态不规则。动脉瘤与肝动脉重叠，无法显示瘤颈(黑箭头)。C、D：三维旋转DSA后三维重建图像，该患者有大小不一的4个动脉瘤，重建图像清楚显示动脉瘤的解剖结构和瘤颈(白箭头)。二维 DSA仅能诊断1个动脉瘤，而其他3个小动脉瘤无法诊断

图1肝移植术后肝动脉假性动脉瘤的DSA图像

A：二维 DSA图像，脾动脉造影中远段可见直径约1.5 cm的动脉瘤(白箭头)，由于脾动脉迂曲重叠，动脉瘤瘤颈显示欠佳；B：三维旋转DSA图像，清楚显示动脉瘤腔(白箭头)和动脉瘤瘤颈(黑箭头)；C：三维重建图像，进一步清楚显示脾动脉瘤瘤腔(白箭头)和瘤颈(黑箭头)

图2脾动脉瘤的DSA图像

根据三维旋转DSA和三维图像重建获得合适的投照位置后，成功对24例26个动脉瘤进行了介入治疗，其中20例22个动脉瘤采用弹簧圈栓塞，4例4个动脉瘤采用血管支架。另1例有4个假性动脉瘤的患者是肝移植术后，考虑到栓塞肝动脉可能导致胆管缺血坏死，而未进行处理。

3讨论

根据内脏动脉瘤的性质和解剖学特征，经皮血管腔内介入治疗方法主要有：单纯的动脉瘤内弹簧圈填塞，载瘤动脉远、近端弹簧圈栓塞动脉瘤旷置，裸支架辅助瘤内弹簧圈栓塞以及覆膜支架动脉瘤隔绝等[1]。介入治疗方案的选择由动脉瘤解剖部位、大小、形态、载瘤动脉、侧枝血管及与周围血管脏器的关系等决定。无创伤性的CTA/MRA以及三维图像重建能显示动脉瘤的解剖情况、附壁血栓、钙化以及与周围血管的关系[2-3]，但对于较小血管的动脉瘤、动脉瘤与动脉局限膨大等的鉴别，CTA或MRA仍有一定的局限性。

DSA是诊断内脏动脉瘤的“金标准”，可明确动脉瘤诊断，评价动脉瘤部位、输入动脉、输出动脉管径等，为介入治疗方案的选择提供了影像学指导。由于腹腔动脉多支分支血管重叠的影响，常规二维 DSA即使多角度、多位置投照有时也不能清楚显示动脉瘤及其与周围血管的关系。另外，由于血管扭曲、动脉瘤腔重叠等因素，二维 DSA对显示动脉瘤瘤颈的解剖情况仍有一定的局限性[4]。这些不足将对动脉瘤介入治疗方案的选择产生较大的影响。

三维旋转DSA利用C形臂的快速旋转进行2次数据采集成像，可获得连续不同角度的多维空间血管造影图像，还可以通过工作站的一系列后处理技术对图像进行三维图像重建。与二维 DSA相比，三维旋转DSA和三维图像重建技术能提供更多的血管细节信息[4-8]。本研究25例内脏动脉瘤患者行三维旋转DSA和三维图像重建共发现30个动脉瘤，均能清楚显示动脉瘤瘤颈情况；而二维 DSA只发现27个动脉瘤，且只有15个动脉瘤的瘤颈清楚显示，还有15个动脉瘤由于靶血管迂曲和动脉瘤体积较大未能清楚显示。这充分表明，三维旋转DSA及其三维图像重建技术可避开动脉瘤周边的重叠血管，从任意空间角度观察动脉瘤的解剖细节，清楚显示动脉瘤及其瘤颈情况，从而有利于进一步明确血管间的毗邻关系、瘤体和载瘤动脉的三维空间关系，确定瘤体、瘤颈显示的最佳角度，便于确定最佳投照位置，帮助介入科医师准确选择治疗方式和操作路径，并有利于指导后续的介入治疗[9]。这对提高手术安全性、缩短手术时间、减少手术医师和患者的X线辐射剂量至关重要。

为获得满意的影像学图像，行三维旋转DSA诊断内脏动脉瘤时需注意以下要点：(1)将导管置于靶血管合适的位置，造影时注意造影剂的流速和高压注射的压力，避免瞬间大剂量的造影剂团注使得血管内压力剧增从而导致动脉瘤破裂。(2)在整个图像的采集过程中，为了使得图像完整清晰，剂量的选择一般是通过观察导管口的造影剂通过整个带有动脉瘤的血管所需要的时间来评估，以及造影剂是否充盈整个血管及驻留血管时间来决定的，同时注射流率不能低于该部位的血流速度，以避免对比剂被血液稀释。(3)采集时机和采集帧率选择：原则上应使对比剂的最大浓度出现在所感兴趣的分区图像中，并尽量减少患者的X线剂量的吸收。本研究选择Arits DTA自带的三维 Inspace DSA程序，选择 1.5°/f 曝光帧数，曝光延迟设定为2 s。(4)注意对患者进行屏气训练。屏气应在平静呼吸下屏气，且每次屏气幅度应尽量保持一致。切不可深吸气后屏气，以免图像严重位移而给后续图像重建带来不便。

综上所述，三维旋转DSA及三维图像重建可以对内脏动脉瘤进行任意角度观察，精确地显示动脉瘤特别是瘤颈等解剖信息，提供靶血管和动脉瘤的三维解剖关系，为介入诊断及治疗提供精确的图像。

参考文献

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通讯作者刘嵘，E-mail：liu.rong@zs-hospital.sh.cn