介入治疗髂静脉狭窄术中应用三维静脉造影影像融合导航

程永佳，盛玉国，武 建，王天佑，吴绍省

[1.滨州医学院附属医院第二介入导管室，山东 滨州 256600；2.通用电气医疗系统(中国)有限公司，上海 200120]

随着血管外科的微创化及精准化，可融合多幅三维图像及数字减影血管造影(digtal subtraction angiography， DSA)、CT、MRI等多模态影像融合导航技术应运而生。常见影像融合导航包括神经外科术中颅内动脉三维造影导航[1]、腹主动脉瘤CT血管造影(CT angiography, CTA)-DSA融合导航及介入治疗肝恶性肿瘤术中动脉三维造影导航等，其主要三维模型为动脉CTA或三维动脉造影[2]，而经静脉入路造影及三维重建应用较少。本研究基于静脉造影图像三维重建，将静脉三维造影与实时透视图进行融合以实现导航[3-4]，并观察其引导介入治疗髂总静脉狭窄的效果。

1 资料与方法

1.1 一般资料 收集2020年8月—2021年4月滨州医学院附属医院收治的5例因下肢静脉曲张而接受下肢静脉造影检查并诊断为髂总静脉狭窄患者，男2例，女3例，均接受静脉三维造影与实时透视图融合导航下髂总静脉球囊扩张及支架植入术，其基本特征见表1。纳入标准：髂总静脉狭窄程度>75%。排除标准：①肝、肾功能不全及对比剂过敏；②平静呼吸状态下屏气时间<8 s。术前患者均签署知情同意书。

表1 5例髂总静脉狭窄患者基本特征

1.2 设备及影像采集 采用GE IGS530 DSA机及GE AW4.7后处理工作站，Medrad Incorporated Mark 7高压注射器(美国Medrad公司)，对比剂为碘克沙醇(320 mgI/ml，江苏恒瑞医药股份有限公司)。嘱患者仰卧，于双侧腹股沟区常规消毒、铺巾，采用Seldinger法穿刺左侧股静脉，必要时穿刺右侧股静脉，置入10F Cordis鞘管，以5F猪尾导管行髂总静脉常规造影，对比剂注射流率4 ml/s，总量8 ml，压力2 068 kPa ，延迟曝光0.5 s。依据常规造影所见行三维旋转造影，适当设置C臂机每秒旋转度数、射线延迟时间、减影与否及剂量类型等参数，对比剂流率及压力同前，注射总量为32 ml。

1.3 三维重建与输出导航

1.3.1 三维重建 造影结束将数据导入后处理工作站，以Innova 3D Sub软件行三维重建，并对图像进行必要的后处理，如窗口技术、图像裁剪及物体保留等，以清晰显示术中支架需覆盖的侧支血管、应避开的分支血管及其开口。

1.3.2 输出导航 采用以下2种输出导航形式：①通过export选项，将经过后处理的三维图像直接输出至导航屏；②于三维图像中采用多角度、全方位观察病变部位，选择可最清晰显示髂总静脉狭窄的角度，通过Send angulation选项输出至C臂机，术者通过操作快捷键使机架快速到达所选角度。设备自动生成导航中不同形态的三维模型，包括稀释模型(dilute reality， DR)、虚拟模型(virtual reality， VR)及轮廓线(Outline)(图1)。

图1 导航中三维模型的形态 A.DR； B.VR； C.Outline

1.3.3 图像匹配与导航 根据输出至导航屏的图像，通过手推对比剂透视或再行DSA造影，适当选择三维模型，并判断其与透视图像中的血管走行是否匹配(图2)。完成匹配后，由设备智能托管导航，图像自动实时跟踪机架与C臂、手术床及平板探测器的位置变化，并维持精准导航(图2)；在超滑导丝引导下先对髂总静脉狭窄段行球囊扩张，之后经导丝引入支架，并于狭窄段释放，而后撤出支架输送系统，复查造影评估支架位置、形态及血流情况。操作过程中可根据需要调整三维影像透亮度及图像细节增减等。

图2 序号5患者，女，63岁，髂总静脉狭窄 A.介入治疗过程中，基于髂总静脉造影实现三维模型(Outline形态)与实时透视下血管走行的精准匹配； B、C.影像融合实时透视导航下，术中透视图像(图B为正位片，图C为侧位片)显示血管三维模型(VR形态)全程自动跟踪C臂和机架的移动

1.4 观察指标 记录三维模型与透视图像的匹配情况和介入操作过程，以及术后即刻及术后3个月门诊随访临床症状是否消失及有无并发症发生。

2 结果

5例均顺利完成手术，术中三维模型与透视图像匹配良好，导航满意。术后3个月患者临床症状均消失，术后即刻及3个月均未见明显并发症。

3 讨论

临床工作中，多以动脉CTA或三维动脉造影为常规影像融合导航的影像来源，并已广泛应用于神经外科、大血管及肿瘤综合介入[5]等领域，而采用静脉造影及三维重建者较少见。本研究基于髂总静脉造影实现三维重建与实时透视融合导航[6]，为介入治疗髂总静脉狭窄提供引导。

相比动脉三维造影，受静脉血流缓慢、分支复杂以及血流阻力大等因素影响，获取三维静脉造影影像较为困难。髂静脉的血流速度受腹部压力影响较大，本研究术前对患者进行屏气训练，并告知其出现轻微不适时的应对方式，术中采用适当体位，应用猪尾导管行髂总静脉造影，于患者平静呼吸状态下屏气时采集图像，使重建图像更为清晰，减少了三维模型与透视图像的配准偏差，且在造影与介入治疗同台进行的情况下无需特殊校准，仅需在患者体位发生变化时由操作设备的技师与术者配合对三维模型进行实时调整，以降低配准偏差；一次匹配后，导航过程即由设备智能托管而实现实时自动跟踪，无需进行二次匹配。本组5例均顺利完成介入操作，术中三维模型与透视图像匹配良好，导航便捷，引导术者顺利植入支架；术后即刻及随访3个月均无明显并发症。

总之，静脉三维造影影像融合导航技术用于介入治疗髂总静脉狭窄效果较好。但本研究样本量小，对所获结果有待累积病例加大样本量进一步验证。