CTV 图像融合法展示硬膜下血肿与邻近静脉的空间构象

许伟明，林玉克，林建斌，陈崇泽，王伟，穆书闻，王成，王守森,4

1.福建医科大学福总临床医学院，福州 350025；2.福州市长乐区医院神经外科，福州 350200；3.福州市长乐区医院放射科，福州 350200；4.解放军联勤保障部队第九〇〇医院神经外科，福州 350025

急性硬膜下血肿(acute subdural hematomas，ASDH)是创伤性颅脑损伤的继发性损伤[1]，临床救治存在很多挑战[2]，静脉损伤在其致病机制中可能存在一定作用[3]。以往ASDH 的影像学评估通常由CT 平扫来实现，缺乏脑静脉损伤的评估。近年来，颅脑CT静脉成像(computed tomographic venography,CTV)技术逐渐成熟[4]，CTV 后处理的容积重建技术（volume rendering technique,VRT）能显示脑静脉的整体形态，已成为重要的影像解剖学评估依据[5]，VRT 结合图像融合技术已被用于颅内肿瘤及颅内静脉畸形的术前评估中[6,7]，并用于指导复杂的肺段切除[8]，CTV 曲面重建技术(curved plannar reconstruction,CPR)已用于心脏血管的测量和评估[9]。目前鲜见这些静脉显像技术应用于ASDH 患者，因此本文展开初步技术探索，并进行相关影像解剖观察。

1 材料与方法

1.1 病例资料

患者，男，72 岁，于2019-01-03 因“车祸后意识不清1 h 余”就诊于福州市长乐区医院，入院时GCS 评分11 分，双侧瞳孔等大，反射灵敏，CT 平扫诊断为右侧ASDH，血肿量大约110 ml，术前行颅脑CTV 检查后行开颅ASDH 清除术。

1.2 CT 扫描

采用美国通用电气公司生产的64 排双螺旋CT（GE Optima CT660)。取仰卧位，螺旋扫描，管电压120 kV，管电流200～230 mA，层厚0.625 mm，间隔0.625 mm，注入含碘320 mgI/ml 的碘海醇80 ml，注射速率：5 ml/s；延迟时间：26 s；扫描范围：从颅底到颅顶全面扫描。利用Advantage Window 4.6 工作站将导入的数据进行图像后处理。

1.3 图像后处理技术实现ASDH 与相关静脉融合成像

1.3.1 虚拟现实技术（Virtual Reality，VR）及图像融合技术 VR 技术可快速重建出颅内浅静脉及深静脉，并通过图像融合显示ASDH 与皮质静脉之间的三维空间关系，具体步骤：①重建静脉（图1A-B)：选用薄层序列，使用VR 工具(Volume Render)重建颅内静脉（无去骨），在额结节水平面将重建的图像切割成上、下两部分，结合CTV 的原始图像，利用血管生长法添加不能直接显影的末梢小静脉，通过血管移除法去除动脉或重叠血管的影像，通过图像旋转、切割、缩放，判定颅内静脉的位置及形态。②重建血肿：用VRT 技术重建血肿，在增强的矢状位、冠状位及轴位图像中，利用图像生长法（Add Structure），逐层勾勒出ASDH 的边界（图1C)，并用伪彩工具染色，重建出ASDH（图1D)。③图像融合：用图像融合工具将重建的血肿及颅内静脉进行融合（图1E-F)。

1.3.2 CPR 技术 在CTV 原始图像上，找出靶静脉的起点和终点的截面（图2A），通过两截面之间的血管密度追踪，重建出靶静脉的CPR 图像（图2B-C），之后在该CPR 静脉图像的各个截面上，结合原始图像，确认成像阈值，调整靶血管每个截面范围和形状，校正CPR 重建的误差。

2 结果

2.1 颅内静脉VR 重建及与ASDH 三维融合

VRT 技术重建出颅内浅、深静脉及静脉窦（图1A-B），并且能重建出ASDH，其边界清楚，加上伪彩后层次感、对比度强（图1D）。VRT 及三维融合技术能重建出ASDH 与其周围静脉的融合图像（图1E-F）。

图1 ASDH 患者皮质静脉VRT 重建及与ASDH 融合过程A：通过VRT 技术观察直窦引流系统（上面观），见双侧大脑内静脉向ASDH 对侧移位 B：通过VRT 技术观察上矢状窦旁皮质静脉（下面观），见ASDH 侧皮质静脉分支稀少，末梢显影差 C：通过VRT 技术二维轴位图像中逐层勾勒出ASDH 边界（红色区域）D：通过VRT 技术重建的右侧ASDH（下面观）E：通过三维融合技术观察上矢状窦旁皮质静脉与ASDH 的融合图像（下面观），见ASDH 压迫外侧皮质静脉F：右侧Labbé静脉与ASDH 的融合图像（左侧面观）G：右侧Labbé静脉主干的脑表投影（左侧面观），红色区域为脑组织，白箭示右侧Labbé静脉Fig.1 VRT reconstruction of cortical vein and its fusion with ASDH in ASDH patientsA: The drainage system of straight sinus is observed by VRT (superior aspect),showing bilateral internal cerebral veins shift contralateral to ASDH; B: The superior sagittal paranasal cortical veins are observed by VRT (inferior aspect),showing there are few branches of cortical vein on the ASDH side and the terminal development is poor; C: The ASDH boundary is outlined by 2-dimension axial image in VRT(red area); D:The right ASDH is reconstructed by VRT(inferior aspect); E:The fusion images of superior sagittal paranasal cortical veins and ASDH are observed by 3-dimension fusion technique(inferior aspect),showing the lateral cortical veins are compressed by ASDH; F:The fusion image of right Labbé vein and ASDH(view from left side); G:Cerebral surface projection of the right Labbé vein trunk(view from left side),the red area means the brain tissue,and the white arrow means the right Labbé vein

图2 右侧Labbé静脉及ASDH 的观察测量A：通过CPR 技术观察到右侧Labbé静脉的截面（红箭），可见右侧Labbé静脉受ASDH 推压离开颅骨内面 B：通过CPR 重建的血管拉直图像，可测量血管横截面的直径（红色直线）C：右侧Labbé静脉的重建图像，可测量指定截面与颅壁的距离（红色直线）D：右侧Labbé静脉与ASDH 的融合图像(左侧面观），红箭示右侧横窦，黑箭示右侧Labbé静脉 E：重建的ASDH(左侧面观）F：ASDH 轴位的中间层面，白色箭头示该截面最大宽度Fig.2 Observation and measurement of the right Labbé vein and ASDHA: The cross section of the right Labbe vein is observed by CPR (red arrow),showing the right Labbé vein is pushed away from the inner surface of the skull by ASDH; B:The image of straightened vessels was reconstructed by CPR,which can be used to measure the diameter of the cross section of vein (red straight line); C: The image of right Labbé vein is reconstructed by CPR,which can be used to measure the distance between the specified cross section and the cranial wall (red straight line); D: Fusion image of right Labbé vein and ASDH (view from left side),with the red arrow showing the right transverse sinus and the black arrow showing the right Labbé vein; E: Reconstruction of ASDH(view from left side); F:The intermediate layer of the ASDH axis,with the white arrow showing the maximum width of the section

2.2 ASDH 体积及截面宽度的测量

重建出ASDH 后（图2E），通过容积测量工具（volume measure）测量血肿的体积为112.74 cm3。在轴位上截取ASDH 的中间层面，通过长度测量工具测量出该截面血肿的最大宽度2.04 cm（图2F）。容积测量工具可精准地测量血肿的范围、体积和兴趣点的血肿厚度，为手术指征的判定提供客观依据。

2.3 颅内静脉直径及静脉与颅骨距离的测量

通过CPR 方法重建出Labbé静脉（图2D 黑色箭头），取距离外侧裂1.00 cm 处Labbé静脉的截面为观察点，测量此处Labbé静脉的直径为2.40 mm（图2B红色箭头），测量观察点与颅骨内面的最短距离为1.90 cm（图2C 红色箭头）。ASDH 压迫Labbé静脉使其变形、移位，直径发生改变，且与颅骨内面的距离增加，Labbé静脉注入横窦的角度亦随之改变，可能导致其静脉回流障碍。为进一步探索ASDH 后Labbé静脉血液循环改变提供技术支持。

3 讨论

本研究应用颅脑CTV 的VRT 及三维融合技术形像地观察了ASDH 的形态特点及与周围静脉的解剖关系。此外，本研究的VRT 及CPR 技术为ASDH 及颅内静脉提供了测量方法，成功观察了ASDH 压迫区静脉有无狭窄或移位等。

本研究用首次用CTV 后处理技术重建出ASDH，并将其与颅内静脉三维融合。随着颅脑CTV 检查的逐渐重视和普及，颅脑外伤可从静脉层面辅助评估病情。研究表明，颅脑CTV 对重型颅脑损伤并发外伤性脑梗塞的早期判定及预后评估起重要作用[10]。王玉海[11]等认为，颅脑CTV 可指导颅脑损伤继发脑血管损害的诊疗，该研究采用的颅脑CTV 扫描及VRT 重建技术与本研究一致。本研究用颅内静脉与ASDH的三维融合图像更直观、更形像地显示了ASDH 对邻近静脉的影响。

本研究首次将CPR 技术应用于ASDH 患者颅内静脉的观察测量。CPR 技术是CT 多平面重建的一种特殊方法，用于显示人体某些曲面结构的器官，如支气管、胆管、血管等。研究表明，与超声检查相比，CPR 技术能显著提高胆总管扩张患者病因诊断的准确率[12,13]。孙善见[9]等人的研究表明，CT 血管造影的曲面重建技术能清晰地显像冠状动脉，并计算狭窄程度，从而判断冠状动脉是否狭窄。此方法与本研究的CPR 方法一致。本研究用CPR 技术直观地显示了颅内静脉截面的形态和位置，并测量截面直径及与周围结构的距离。

CTV 重建颅内静脉也存在劣势，在靠近颅骨处，颅骨伪影影响颅脑CTV 重建的效果,尤其影响较小的颅内病变检出率。颅脑CTV 的另一个缺点无法显影较小的静脉，此方面可通过颅脑磁共振静脉成像进一步研究。

CTV 的VRT 三维融合及CPR 技术可应用于ASDH 患者，此检查方法快捷、无创、成本低，能显像出颅内静脉与ASDH 的融合图像，并提供颅内静脉及ASDH 的测量方法，为进一步研究ASDH 引起静脉循环改变提供技术支持。