联合血管重建术（精选7篇）
联合血管重建术 篇1
摘要：目的 探讨多层螺旋CT血管成像联合三维重建技术在诊断主动脉夹层动脉瘤中的应用价值。方法 选择2012年6月~2014年1月我院收治的44例主动脉夹层动脉瘤患者作为研究对象。所有患者均行多层螺旋CT胸腹部扫描,采用最大密度投影、多平面重建、曲面重建、容积重现等技术对其进行三维重建,根据重建图像进行诊断,并与DSA检查结果进行比较。结果 CT检查结果与DSA检查结果具有较高的一致性,二者比较无显著差异(P<0.05)。多层螺旋CT对主动脉夹层累及范围、腔内血栓、管壁钙化及破裂情况具有较高的诊断准确率。结论 多层螺旋CT血管成像联合三维重建技术在主动脉夹层动脉瘤的病情评价、病变部位及累及范围的定位等方面具有较高的价值,值得临床推广应用。
关键词：多层螺旋CT血管成像,三维重建技术,主动脉夹层动脉瘤
主动脉夹层动脉瘤是指主动脉血流通过内膜撕裂口进入主动脉壁,导致内膜剥离并发生脱离,在主动脉壁内形成血肿,通常由血流动力学、病理学及自身解剖结构特点引起[1]。目前,主动脉夹层动脉瘤的发病率呈现上升趋势,一旦紧急发病或病情进展可直接威胁患者生命,因此早期诊断并进行针对性的干预治疗具有重要的临床意义。多层螺旋CT是一种无创、快速、准确的临床辅助诊断方式,较传统螺旋CT具有更高的密度和时间分辨率,可通过对病变部位血流动力学指标及血管变化情况的准确描述,为临床诊断及病情评价提供可靠的依据。本研究对44 例主动脉夹层动脉瘤患者进行多层螺旋CT扫描,并采用多种三维重建技术对图像进行重建,旨在探讨多层螺旋CT血管成像联合三维重建技术在主动脉夹层动脉瘤诊断中的应用价值,现报道如下。
1 资料与方法
1.1 临床资料
选择2012 年6 月~2014 年1 月我院收治的44 例主动脉夹层动脉瘤患者作为研究对象。其中男性23 例,女性21 例,年龄39~77 岁,平均(53.7±4.2)岁。患者自感病程时间为2 d~3 个月,平均(15.9±3.8)d。所有患者均主诉胸背、腹部、颈部持续性疼痛,存在胸闷气短、呼吸困难等现象,其中胸背或腹部持续性疼痛31 例,下腹放射状疼痛8 例,呼吸困难、胸闷6 例。所有患者均经临床检查、影像学检查确诊为主动脉夹层动脉瘤。所有患者均存在高血压病史,已排除晚期恶性肿瘤患者,17 例合并糖尿病,8 例合并脑梗死,7 例合并心肌坏死,其他患者无明显合并症。
1.2 仪器与方法
采用Lightspeed型64 层螺旋CT机进行检查。扫描参数如下:管电压120 k V,管电流500 m A,螺距1.375 :1,扫描野FOV 36 cm,矩阵512×512。选择非离子型造影剂欧乃派克(300 mg/m L),采用双桶高压注射器由肘静脉注入,剂量1.5 m L/kg,流速5 m L/s。主要扫描范围在主动脉上方水平位置与耻骨联合水平位置,扫描时间7~12 s。扫描完成后将获取的原始CT图像传送至图像处理工作站,分别采取容积再现(Volume Rendering,VR)、多平面重建(Multiple Planar Reconstruction,MPR)、最大密度投影(Maximum Intensity Projection,MIP)及曲面重组(Curve Planar Reconstruction,CPR)进行二维及三维CT图像重建。根据重建后的CT图像进行诊断,并与数字减影血管造影(DSA)检查结果进行比较。
1.3 观察指标
主要观察升主动脉、主动脉弓、降主动脉、腹主动脉、双侧髂总、髂内外动脉、肠系膜上动脉、双侧肾动脉及其属支。观察并记录原始CT图像及重建图像上是否存在主动脉夹层及破裂口。以DSA检查结果为金标准,判断三维重组成像技术在诊断夹层累及范围、真假腔的密度及血栓、供血情况中的价值。并采用常规De Bakey分型法对所有患者的主动脉夹层动脉瘤进行分型,其中De Bakey I型为内膜破口位于升主动脉,范围累及胸主动脉各部甚至腹主动脉;De Bakey II型内膜破口位于升主动脉,扩展范围局限于升主动脉或主动脉弓;De Bakey III型为内膜破口位于降主动脉,扩展范围累及降主动脉或/ 和腹主动脉。
1.4 统计学处理
采用SPSS 19.0 软件进行统计学分析,计数资料的比较采用 χ2检验,以P<0.05 为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 多层螺旋CT诊断结果
多层螺旋CT诊断结果与DSA检查结果的比较,见表1。由表1 可知,多层螺旋CT诊断结果与DSA检查结果之间不存在显著差异(P > 0.05)。主动脉夹层动脉瘤患者的原始CT图像及重建图像,见图1。
注:a.原始图像,示主动脉内形态不规则,呈带状改变;b.VR图像,示降主动脉夹层内膜破口;c.MPR图像,示内膜片及多个内膜破口。
2.2 多层螺旋CT对主动脉夹层动脉瘤的病情评价结果
多层螺旋CT对主动脉夹层动脉瘤的病情评价结果,见表2。由表2 可知,多层螺旋CT对主动脉夹层累及范围、腔内血栓、管壁钙化及破裂情况具有较高的诊断准确率,与DSA检查结果比较均无显著差异(P > 0.05)。
3 讨论
主动脉夹层动脉瘤是一种发病较为急骤,同时对患者危害极大、预后危险的一种主动脉血管疾病。该病的致病机理为主动脉腔内的血液经内膜破口进入主动脉壁囊样变性中层,从而导致主动脉夹层发生血肿,而血流动力学因素可导致血肿累及区域不断增大扩展,从而使得主动脉中层发生解离。主动脉夹层动脉瘤临床多表现为急性发病、剧烈疼痛、休克等,血肿压迫可导致脏器缺血,重度发病时直接导致心律失常、心脏压塞致死[3]。因此早期确诊并及时进行干预治疗对临床预防及治疗主动脉夹层动脉瘤具有重要意义。DSA虽是主动脉夹层动脉瘤诊断的金标准,但属于有创检查,仅能够显示血管内部情况,对无造影剂充盈的假腔较难以显示,在评价主动脉反流、分支血管与夹层之间的关系上不如CT敏感[4,5]。
本组实验探讨了多层螺旋CT血管成像联合三维重建技术在诊断主动脉夹层动脉瘤中的应用价值。由表1 中可以看出,CT检查具有较高的诊断准确率,并且CT检查方案诊断可明确患者De Backey分型,有效提高临床对于主动脉夹层动脉瘤的病情评估能力,具有较高的治疗指导价值。由表2 可以看出,螺旋CT能够清晰地鉴别真腔和假腔,并且对累及区域有较高的显示效果。由此可知,此种检查方法的诊断准确率较高,可对病情进行准确评价,且为无创性、快速检查,具有临床应用及推广价值。采用多层螺旋CT血管成像联合三位重建技术可弥补传统螺旋CT密度分辨率不足的问题[4],通过增强扫描及三维图像重建可准确鉴别主动脉真假两腔。而有关研究表明[6],真、假腔的鉴别是诊断夹层动脉瘤的基本依据。真腔规模较假腔小,增强扫描早期真腔的密度高于假腔,随着时间的延伸,假腔密度呈上升趋势,逐渐高于真腔,而假腔显影及排空速度较真腔缓慢,因此CT血管三维重组成像可通过显示假腔内血栓及附壁血栓的状态,进而评估腔内是否存在血栓与钙化灶。
在临床工作中发现,MPR对主动脉夹层范围、血栓、内膜撕裂口、真假腔大小、管壁钙化移位、夹层累及范围等的判断具有较高的应用价值[7];CPR能够显示血管走行的连续性,并且能够消除血管重叠结构的影响;MIP能够清晰显示小血管的管壁钙化情况以及管腔狭窄闭塞等信息,但不能清晰显示血管内膜[8];VR能够立体显示夹层血管表面以及与周围结构之间的空间关系[9]。经过MIP、CPR、VR及MPR重建后的图像较为直观、准确,可为临床诊断提供可靠依据。
综上所述,多层螺旋CT血管成像联合三维重建技术在主动脉夹层动脉瘤的病情评价、病变部位及累及范围的定位等方面具有较高的价值,值得临床推广应用。
参考文献
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联合血管重建术 篇2
1 资料与方法
1.1 一般资料
24例患者中,男9例,女15例,年龄27～65岁,平均40.5岁。10例表现为SAH,Hunt-Hess分级:Ⅰ级7例,Ⅱ级15例,Ⅲ级2例;由于占位效应所引起的视力视野损害4例,动眼神经麻痹4例,末组颅神经麻痹、脑干受压1例;颜面部或眶后部疼痛2例;颈部搏动性包块2例;外伤后偏瘫1例。
1.2 诊断方法
24例患者均行DSA检查,动脉瘤位置及大小见表1。术前9例海绵窦动脉瘤、3例床突旁动脉瘤和2例床突上动脉瘤行球囊闭塞实验(BTO),显示侧枝循环代偿不良;1例基底动脉分叉部动脉瘤和1例基底动脉干动脉瘤行Allcock试验,提示后交通动脉代偿不良。
1.3 手术方法
(1)16例行高流量血管搭桥:于小腿取大隐静脉长约20cm。将大隐静脉近心端吻合于M2段下干或P2段,大隐静脉远心端吻合于颈外动脉起始部,建立高流量搭桥通路;(2)4例将颞浅动脉吻合于M2段或M3段行低流量搭桥,然后孤立动脉瘤;(3)4例行动脉瘤切除,将载瘤动脉远近端吻合或利用残留动脉瘤壁进行血管重建。
2 结果
随访3～52个月(平均9.6月),出院时GOS(Glasgow Outcome Scale)评分5～4分者22例(91.67%),重残1例(4.17%),死亡1例(4.17%)。2例患者术中监测发现脑电图及体感诱发电位发生变化;术中多普勒探测搭桥血管及分支血管均通畅;6例行术中荧光血管造影,证实搭桥血管通畅,分支及穿支血管通畅。13例术后行全脑血管造影(DSA)检查提示:1例颞浅动脉与大脑后动脉搭桥血管闭塞;12例动脉瘤消失;1例显示动脉瘤残留,3个月后复查DSA残留动脉瘤消失;10例术后复查CTA见搭桥血管通畅,动脉瘤消失。术后6个月随访GOS评分5分者18例,4分者5例。4例视力视野损害和4例动眼神经麻痹患者症状均有不同程度好转。
3 围手术期安全管理重点
3.1 采取有效措施降低再出血的发生
由于动脉瘤首次破裂出血后7d～3周内易发生再出血。因此,做好术前再出血的防治及护理工作对挽救患者生命及提高生存质量具有重要意义。血压升高是导致再出血的危险因素,控制性低血压是一种保护性治疗措施,是预防和减少动脉瘤再次出血的重要措施之一。维持血压的标准应根据患者血压情况制定,通常降低10%～20%即可。对有高血压病史的患者,应在原有基础血压的基础上降低20%～30%。绝对卧床休息,保持大便通畅,避免各种不良刺激,减少血压升高不良诱因,将再出血机率降到最低限度。本组患者有3例在大量家属探视后,出现情绪激动,血压升高,因此术前陪伴管理也是护理工作的重点,向家属做好探视宣教工作,以取得配合,减少人员探视,可起到稳定患者情绪的作用。术前对于头痛症状明显的患者,应把有效镇痛放在患者术前需求的首位,积极采取对症处理以减轻头痛[2]。
3.2 有效评价脑血管侧支循环的代偿情况
闭塞载瘤动脉前必须进行载瘤动脉远端侧支循环评价,如载瘤动脉远端侧支循环代偿不良,则闭塞载瘤动脉前必须行闭塞血管远端的血流重建手术,以保证载瘤动脉远端脑组织的血液供应,防止脑缺血现象的发生[3]。因此,术前进行脑血管侧支循环的代偿情况评价,是判断是否需要进行颅内外血管重建的基础。临床上常采用以下3种方法进行载瘤动脉远端侧支循环评价。
3.2.1 颈部颈内动脉压迫试验(Matas试验)
是最早采用的是最早采用的直接颈动脉阻断(CAO)试验,通过手法压迫颈总动脉观察是否出现神经症状(即同侧大脑半球是否出现缺血),来评价颈动脉闭塞的风险,防止术中发生严重并发症[4]。Matas试验的方法是将颈总动脉压向第6颈椎横突,触摸同侧颞浅动脉搏动消失(训练初期)或减弱(训练末期),压迫时问从5min开始,在患者不出现剧烈头晕、头痛和恶心情况下,逐渐延长压迫训练时间,每天增加5min,1～2次/d。Matas手法压颈试验可以反映脑对CAO的耐受性,能快速、无创并可在床边连续实时检测。在进行此方法前,护士要仔细评估患者意识状况、Hunt-Hess分级,动脉瘤的位置。对于意识不清或Hunt-Hess分级在Ⅲ级以上者禁用此类方法。由于大脑中动脉(MCA)是颈内动脉(1CA)的直接延续和最大分支,所以对颈内动脉及大脑中动脉上的动脉瘤术前均可通过Matas试验在术前预测脑侧支循环的供血情况。由于此操作成功与否取决于按压位置是否准确,所以必须由经验丰富的高年资护士进行。按压时护士应严密观察患者意识、瞳孔、肢体活动情况,一旦出现肢体麻木、头痛等症状,应立即停止按压。
3.2.2 DSA影像学评价
脑血管造影上前交通动脉,同侧后交通动脉,对侧椎动脉发育是否良好,通过软膜血管代偿供血的相关血管粗细等等,均是评价载瘤动脉远端侧支循环状态的重要指标[5]。文献报道认为,脑血管造影所致动脉瘤出血的发生率为3.3%,本组24例患者均行DSA检查,无1例因脑血管造影导致动脉瘤出血。脑血管造影后,护士应加强并发症的观察和处理。常见并发症有穿刺动脉出血、血栓形成。患者宜采取平卧位,患侧肢体制动沙袋压迫6h,24h内禁止下床活动。护士严密观察穿刺局部渗血情况及有无皮下血肿,术后2h内,加强穿刺下肢末梢血液循环情况(皮温、足背动脉搏动)观察。部分患者因造影剂影响,会出现头痛、面部潮红、恶心等症状,嘱患者多饮水,促进造影剂的排泄。
3.2.3 颈内动脉球囊试验性闭塞试验(balloon testocclusion,BTO)
患者清醒状态下经股动脉途径置入不可脱球囊导管充盈球囊闭塞动脉瘤近端的载瘤动脉,观查患者是否出现脑缺血的临床表现,同时DSA检查载瘤动脉远端侧支循环状态,是术前预测闭塞动脉后是否会发生脑缺血的最好方法。在进行BTO时,常通过降低血压和延长观察时间的方法,来提高预测的准确性,所以行BTO试验后,护士应严密观察患者意识状况、肢体活动情况,防止因低血压及机械刺激引起急性脑血管痉挛。本组9例海绵窦动脉瘤、3例床突旁动脉瘤和2例床突上动脉瘤术前行球囊闭塞实验,显示侧枝循环代偿不良,由护士进行颈内动脉按压训练,2次/d,平均进行按压训练7d,从而提高了患者对术中颈动脉阻断的耐受性,为术者制定手术方案提供了依据和保证。
3.3 做好移植血管的保护
在颅内外血管重建时,常用的移植血管有大隐静脉、桡动脉、颞浅动脉和枕动脉。在需要阻断颈内动脉时,通常选择大隐静脉或桡动脉作为移植血管。大隐静脉作为移植血管的优点在于:(1)可以获取足够长度的移植血管;(2)不必担心移植血管痉挛;(3)可以获得足够的血流量。因此,将大隐静脉作为移植血管的首选。术前行超声检查确认大隐静脉通畅程度,是否存在附壁血栓等。如果大隐静脉通畅不佳,存在附壁血栓,不适于作为移植血管,则以其它动脉为移植血管。术前输液尽量选择上肢血管,避免穿刺损伤大隐静脉。本组首选大隐静脉作为移植血管16例,以颞浅动脉为移植血管4例。
3.4 严密观察,防止术后搭桥血管急性闭塞
搭桥血管重建技术主要并发症是搭桥血管闭塞。导致血管急性闭塞的主要原因是:血管吻合口狭窄、移植血管痉挛、移植血管内膜损伤等,并由此造成搭桥血管分布区的脑缺血。颅脑全麻手术后4～6h,患者意识应逐渐清醒,在此过程中,护士通过Glassgow昏迷记分法,准确判断意识状态尤为重要,如果术后4h患者意识仍未好转,应及时通知医生进行进一步检查。术后护士应严密监测患者血压,此类患者术后血压维持在(120～130)/(70～80)mmHg之间,通过提高全身动脉压可通过侧支循环增加阻断动脉远侧的局部脑血流量,减少脑血管痉挛发生的危险。避免术区组织肿胀、弹力绷带包扎过紧等压迫搭桥血管,给予患者抬高床头15°～30°,定时触摸耳后搭桥血管的搏动情况,必要时可以用血管超声检查搭桥血管的通畅情况。护士准确进行术前、术后肢体运动状况及语言能力的对比观察,能及早发现有无中枢神经系统功能缺失,如一侧肢体肌力下降、感觉障碍,失语或偏盲等,则提示出现搭桥血管闭塞的危险。另一方面,脑缺血的发生与术中血管阻断时间也密切相关,术后采取降低脑部温度、甘露醇脱水等措施,可增加脑组织对缺血的耐受性。本组1例死亡病例为基底动脉干巨大动脉瘤,动脉瘤最大经37mm,手术行颈外动脉-大隐静脉-P2段高流量搭桥,术后4h患者意识未见好转,急行CT检查,结果示脑干缺血,虽经全力救治仍因脑干缺血梗死而死亡。分析原因,是由于动脉瘤囊腔巨大,搭桥血管提供的血流逆流入动脉瘤腔,流速缓慢,很快形成血栓,造成基底动脉干穿支血管闭塞,脑干缺血梗死。本组其余病例术后均复查DSA或CTA以明确动脉瘤孤立情况及重建血管是否通畅,仅有1例搭桥血管闭塞,但此例为大脑后动脉闭塞,临床症状不明显,未作特殊处理。
4 讨论
颅内动脉瘤的主要治疗目的是,在保持载瘤动脉通畅的前提下,将动脉瘤从血液循环中隔离出去,防止动脉瘤破裂出血;或部分切除动脉瘤,减小动脉瘤的占位效应;或缓解脑组织血供不足。但在治疗颅内复杂动脉瘤时,因动脉瘤部位特殊或动脉瘤体积巨大且含有血栓,难以达到上述治疗目的。阻断载瘤动脉是简便易行的治疗方法,但有出现脑缺血的可能。在侧支循环不充分的情况下,颅内外血管重建后阻断载瘤动脉或孤立动脉瘤,是治疗颅内复杂动脉瘤的有效手段之一。术前进行脑血液动力学检查,评价脑血管侧支循环的代偿情况,是判断是否需要进行颅内外血管重建的基础。术前进行有效的Matas试验,可有效提高患者对术中临时阻断载瘤动脉的耐受性,减少术后脑缺血的发生。对拟行搭桥血管重建技术患者行超声检查确认移植血管通畅程度,是否存在附壁血栓,减少移植血管的损伤,做好移植血管准备。术后加强意识、肢体活动、语言功能的观察,通过临床症状及早发现搭桥血管闭塞现象,使各种并发症在早期得到及时治疗。只有做好此类患者围手术期各个环节的安全管理,才能确保手术治疗的成功。
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联合血管重建术 篇3
关键词：中心线提取,血管提取,跟踪法,CT容积数据,中心似然值
心脑血管疾病是人类健康的主要威胁之一。如何能够早期发现疾病, 并且做出正确诊断对于心脑血管疾病的治疗具有重要意义。随着计算机技术、计算机图形学、图像处理等技术的发展, 医学影像学得到了迅速的发展, 血管疾病的诊断技术也随之取得了长足的进步和日益广泛的应用。医学影像学用于血管疾病的诊断和治疗过程分为两个阶段:即血管的提取和定量分析, 其中, 血管的提取是前提, 正确地提取出感兴趣区域的血管是定量分析的基础。
近年来国内外研究人员提出大量的血管提取算法, Onno Wink将这些算法按照提取方法的不同分为间接法和直接法。间接法是指在提取血管之前需要经过某种预处理 (例如区域增长法和多尺度滤波等) 构造一幅特征图像, 在血管的中心产生较大的响应, 再对这些特征图像进行处理从而提取出血管;直接法是指不需要预处理, 直接从原始数据里面提取出血管。Cemil Kirbas进行了更为详细的分类, 分别是:模式识别技术、基于模型的方法、基于跟踪的方法、基于人工智能的方法、基于神经网络的方法和类似管状物体的提取方法。
本文提出了基于中心似然值的三维血管中心线提取算法, 算法不仅可以提取出主动脉粗血管的中心线, 而且可以提取出心脏冠状动脉的细小血管。此外, 提出了一种基于0.618法的血管中心线等间隔采样算法和基于坐标变换的血管切片生成技术, 得到了拉直的血管。
1 血管中心线的计算
1.1 中心点的计算——中心似然值
中心似然值 (简称似然值) 是基于几何形状提出来的概念, 假设血管的横截面是圆形的, 那么血管的真实中心是圆的圆心。从血管的真实中心的估计点C开始产生一组射线, 每条射线到达血管的边缘之后停止, 对于每条射线ri1和ri2, 都存在方向相反的两条射线ri2和ri1。射线的条数越多, 中心点的计算就越精确, 但是运算时间越长;射线条数越少, 计算时间越短, 但中心点不精确, 实验中选取24条射线。中心似然值的计算公式为:
其中, ri1和ri2为直线li上的方向相反的两条射线, n为直线的条数, CL为该点的中心似然值。
对于每条射线, 都存在两条方向相反的射线ri1和ri2, 根据式 (1) 计算一点的中心似然值, 然后遍历求出搜索面S上每个点的中心似然值。
1.2 中心点计算的改进
在实际应用中, 由于背景、噪声等因素的影响, 原始似然值平面含有较多的“毛刺”等高频噪声, 计算的中心点可能不准确。针对以上情况, 对中心似然值平面上的各点进行中值滤波和均值滤波的处理方法, 该方法去除了大部分高频噪声, 使似然值平面变得光滑。
2 跟踪方向的计算
2.1 原始跟踪方向
方向矢量可以用来表示三维空间中的方向。设空间中的两个点A、B, 坐标分别为 (i1, j1, k1) , (i2, j2, k2) 。AB两点之间的欧式距离为:
则由A指向B的方向向量为:
坐标表示为:
由于方向矢量具有伸缩性, 即方向矢量与一个标量相乘时方向不变, 所以根据方向向量和步长R, 便可以确定出估计点C的坐标为:
利用该方向向量, 就可以唯一地表示出三维空间中血管的跟踪方向。
2.2 跟踪方向的改进
由图1可以看出:改进后的估计点C比原始的估计点E更加接近真实的血管中心点, 产生的搜索面S2比S1更接近血管真实的横截面, 中心点计算的误差会随之减小。
由于搜索方向的计算利用三个点的信息, 随着α值的改变, 搜索方向会自适应地改变, 从而减少了因估计点计算不准确而对搜索方向引起的误差, 可以更好地处理血管弯曲的情况。
2.3 跟踪的结束条件
条件一:当前点足够接近结束点时, 就认为已经到达了结束点, 设Ck为当前点, Cend为结束点, D () 为距离算子, 则在满足式 (7) 的条件下跟踪停止。
条件二:当跟踪过程超出图像数据的边界时, 跟踪停止。
3 中心点的拟合和等间隔采样
提取出的血管中心点是离散的点, 对这些离散的点进行拟合得到平滑的血管中心线。为了对血管进行重建, 需要对中心线进行等间隔采样。所谓等间隔采样, 就是将拟合之后的中心线每隔相等的距离取一个点做为血管新的中心点。本文采用0.618法进行等间隔采样。
0.618法又叫黄金分割法, 是求单峰函数极值的一种试探法。如图2所示, c点为一已知的等间隔中心点, a, b为拟合之后中心线上的两点, x为区间 (a, b) 中的任意一点。x*为待求的等间隔中心点。设等间隔中心点之间的距离为step, 设c, x之间的距离用函数dist (x) 表示, 于是, 求等间隔中心点x*的过程就转化为求单峰函数f (x) 的极小值问题。f (x) 如式 (8) 所示:
最后利用0.618法求出函数f (x) 的极小值就得到等间隔中心点x*。依照同样的方法就可以得到整条血管的等间隔中心点。
4 血管拉直重建
以等间隔采样点为中心, 根据坐标变换和断层图像插值知识, 产生垂直于血管中心线的切片, 相邻两层血管切片之间要平滑过渡。将所有切片堆叠起来即相当于将血管拉直重建。
设体数据所在的坐标系为绝对坐标系, 血管切片所在的坐标系为相对坐标系。只要推导出两个坐标系之间的变换矩阵, 就可以求出切片上每个点的绝对坐标, 然后利用断层图像插值的知识便可求出该点的灰度值。
设CT三维体数据对应点的坐标用 (i, j, k) 表示, 坐标原点o位于第一层的 (1, 1) 位置;切片对应的点用 (i’, j’, k’) 表示, 坐标原点o’位于切片的中心, k’轴为搜索方向, 与切面S垂直。
搜索面S上各点的相对坐标是已知的, 为了得到各点的绝对坐标, 首先对绝对坐标系 (i, j, k) 进行平移, 将原点o平移到点o’, 然后绕k轴按照右手定则旋转θ1角度, 最后绕轴按照右手定则旋转θ2角度, 使得k方向与k’方向重合。
设 (i0, j0, k0) 为相对坐标系的原点在绝对坐标系下的坐标, 则坐标平移矩阵为:
绕k轴旋转的变换矩阵为:
绕j轴旋转的变换矩阵为:
最后得到相对坐标到绝对坐标的变换矩阵:
利用公式 (14) 便可以求出血管切片上任意一点的绝对坐标, 利用三次线性插值算法就可以求出对应点的灰度值。
5 实验结果
为了验证本算法的有效性, 实验中采用1组CTA心脏血管造影数据和1组CTA主动脉血管造影数据进行测试, 这些数据是直接从医学CT上获取的。所有实验均在1台PⅣ2.4GHz, 1G内存, Windows XP计算机上实现, 实验平台为Matlab。
6 总结
本文首先研究了基于跟踪方法的血管中心线提取算法, 在血管中心点的计算上, 对中心似然值平面采用了中值滤波和均值滤波的方法, 成功地抑制了高频噪声, 使得算法对于弯曲血管的跟踪更加稳定;接着对提取的中心点利用拟合算法进行拟合得到光滑的中心线;然后使用0.618法的对血管中心线进行等间隔采样;最后基于坐标变换和线性插值算法实现了血管切片的生成和血管的拉直重建。实验结果验证了本算法不仅可以达到原始算法的提取主动脉粗血管中心线的效果, 也可以提取细小的心脏冠状动脉血管中心线, 并能够实现血管的拉直重建。
参考文献
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联合血管重建术 篇4
1 资料与方法
1.1 研究对象
30例患者行常规冠状动脉CTA检查,男11例,女19例;年龄38~77岁,平均(56.1±8.0)岁。临床症状均为胸痛。入选标准:(1)心率慢(≤65次/min),稳定(心率波动范围≤1次/min);(2)均为右优势型冠状动脉,右冠状动脉垂直走行段直径在2mm以上,心动周期75%时相时右冠状动脉主干及分支显示良好,轮廓清晰,无狭窄,无钙化灶。
1.2 仪器与方法
采用GE Light Speed VCT,扫描层厚0.625mm×64,球管转速0.35s/360°,管电压120k V,管电流550~700m A,所有患者均采用回顾性心电门控扫描,螺距为0.16~0.24。造影剂注射方案:采用双筒高压注射器(Stellant D,Medrad),Testbolus与CTA扫描中均采用先注入造影剂(Ultravist,370mg I/ml),然后用生理盐水冲洗的注射方案。Testbolus的注射方案为20ml造影剂+20ml生理盐水,注射速度5ml/s。CTA扫描的注射方案为65~80ml造影剂+40ml生理盐水,注射速度5ml/s。
1.3 图像处理
应用扫描数据对右冠状动脉垂直走行段进行回顾性图像重建,重建层厚0.625mm,重建方法:(1)75%单扇区重建;(2)75%双扇区重建;(3)前一个心动周期重建数据以R-R间期75%为中心,后一个心动周期重建数据分别以69%、72%、78%、81%为中心进行双扇区重建。由于患者心率较慢,对右冠状动脉垂直走行段进行双扇区重建处理后,双扇区重建的范围不能覆盖整个感兴趣区(ROI),仅能得到少部分双扇区重建图像。通过识别图像上的时间窗选择出双扇区重建图像。
将图像传输到Aquarius i Ntuition工作站(Terarecon,California,USA)上,选择位置(进床距离)相同且各次双扇区重建均包含的3个轴面,分别对已选的双扇区轴面图像上右冠状动脉垂直走行段的显示情况与单扇区轴面图像进行比较,评价指标包括血管中心密度、血管横断面积、血管形态(横纵径比值)以及血管边缘锐利度。
数据测量及评价:(1)血管横径、纵径及血管横断面积通过软件自动测量获得,用血管横纵径比值来衡量血管形态显示,比值越接近1,认为血管形态显示越好;(2)通过设定固定大小(1mm2)的ROI,置于血管中心,测得血管的中心密度;(3)通过软件获得横、纵径两条线的CT值分布曲线,分别测量横纵径两端CT值变化的斜率,用其绝对值的均值来表示血管的边缘锐利度,其均值越大,提示血管显示越好。所有数据均由2名有经验的医师独立测量。
1.4 统计学方法
采用SPSS 13.0软件,2名观察者所测数据的一致性行配对t检验;采用随机区组方差分析比较单扇区重建与各次双扇区重建后血管中心密度、血管横断面积、血管横纵径比值以及血管边缘锐利度的差异,P<0.05表示差异有统计学意义。
2 结果
2.1 观察者间所测数据一致性评价
2名观察者所测血管中心密度、血管横断面积、血管横纵径比值、血管边缘锐利度差异均无统计学意义(P>0.05)。见表1。2.2各次双扇区重建分别与单扇区重建图像质量比较(1)75%双扇区与75%单扇区重建比较,图像质量差异无统计学意义(P>0.05);(2)75%-69%、75%-81%双扇区重建分别与75%单扇区重建比较,图像质量差异均有统计学意义(P<0.05);(3)75%-72%、75%-78%双扇区重建与75%单扇区重建比较,血管横纵径比、血管边缘锐利度、血管中心密度差异均有统计学意义(P<0.05),血管横断面积差异无统计学意义(P>0.05);(4)随重建时相间隔增大,双扇区重建各评价指标所测数值与单扇区重建相应指标数值间的均数差也逐渐增大,见表2、图1。
3 讨论
3.1 双扇区重建的优势与限制
双扇区重建是指将来自相邻两个心动周期相同相位区间的、同一Z轴位置的X-Y平面内不同角度的经过线性内插的投影数据组合构成半扫描重建所需的投影角度,经过校正以后用于反投影重建而形成断层图像的过程。在双扇区重建情况下,单个扇区数据采集的时间相对于心动周期缩短,因此,双扇区重建可以提高时间分辨率,从而降低心脏运动对冠状动脉CTA的影响,提高断面图像的清晰度。但是,由于双扇区重建中的数据来自两个心动周期,两部分数据在心脏运动时相上的一致性成为保证重建图像质量的关键因素。在心率稳定的情况下,假定在心电图R-R间期的相同时相,心脏在运动上也是同时相的,即使存在微小的偏差,这种偏差也不足以对图像质量产生显著影响。然而,在冠状动脉CTA检查中,并不是所有患者的心率都能够保持稳定,有时会出现较大的波动,此时应用双扇区重建,这种波动可能导致双扇区重建中来自两个心动周期的数据在心脏运动的周期上处于不同的时相即两个心动周期的数据不能够准确匹配,导致重组图像质量下降并进而可能影响冠状动脉的显示以及对冠状动脉狭窄的评估。
3.2实验设计思路
要评价心率波动情况下双扇区重建的图像质量,需要收集相应的病例,但首先由于心率波动出现的不确定性以及其发生时导致的心率增快对单扇区重建图像的影响,评价时难以确定参考标准。因此,在心率较慢、单扇区重建图像质量良好的病例中人为设置双扇区重建的时相差,模拟心率的变化,从而对双扇区重建的情况进行评价。其次,在冠状动脉的各段中,右冠状动脉垂直走行段与成像平面相垂直,原始重建的图像即可用于评价冠状动脉的形态改变,可以最大程度地避免冠状动脉纵向运动的影响,减小测量误差,故本研究中将其作为评价目标。
为了获得高质量的冠状动脉图像,应尽可能将图像重建的相位窗置于心动周期内冠状动脉运动最弱的时段,多层螺旋CT冠状动脉成像中,患者心率慢(<65次/min)时,于心脏舒张中期可获得较好的图像质量,能够满足大多数冠状动脉节段的诊断需要[8,9,10,11,12]。王照谦等[13]的研究也表明,采用双扇区重建算法,冠状动脉多数在心动周期的R波后75%相位窗上显示最佳。而且在心脏舒张期,冠状动脉血流量最大,便于对冠状动脉进行评价。因此,本研究在单扇区重建中选择了75%相位窗,双扇区重建中将前一心动周期重建数据中心置于75%,后一心动周期分别置于69%、72%、75%、78%、81%。
3.3 心脏运动时相的一致性对双扇区重建图像质量的影响
应用双扇区重建,扫描过程中患者心率越快、波动越明显,图像质量越差[14]。尽管在心率慢的情况下,单扇区重建的时间分辨率能够满足冠状动脉CT成像要求,一般不会应用双扇区重建,但本研究结果显示,即使在心率慢的情况下进行双扇区重建,心率变化也会造成图像质量下降。虽然本研究中75%-72%、75%-78%双扇区重建在面积上与75%单扇区重建无显著差异,但决定血管形态的血管横纵径比值及血管边缘锐利度有显著差异,说明血管显示已经发生了失真、变形。扫描过程中,如果患者心率发生波动,不同心动周期间心脏的收缩与舒张状态会不同,即处于同相位同层面的血管不在同一位置,即使在心率慢的基础上,不同心动周期间心脏这种运动时相的差异仍会使不同心动周期间的数据不能够准确匹配,导致由这些数据融合所重建出的血管发生失真、变形,而且随着双扇区重建时相间隔的增大,心脏在各个心动周期中运动状态的差异就越显著,同相位同层面所收集的原始数据就越不匹配,重建后血管变形的程度就越严重,以至于在冠状动脉狭窄的情况下,可能造成对狭窄程度评价的偏差。郑君惠等[15]应用心脏动态体模在心率为60次/min的情况下,对单扇、双扇重建后的图像进行评分,结果表明在心率慢且波动小的情况下,采用单扇区重建图像质量比较好。虽然与本研究目的不同,但同样可以说明在心率波动的情况下进行双扇区重建会降低图像的质量。因此,临床上应用双扇区重建,要想获得高质量的图像,为临床提供更多有价值的信息,保证心脏运动时相的一致性是关键。
3.4 不足与展望
本研究不足之处:(1)对右冠状动脉图像仅采用了75%的舒张中晚期时相进行重建,而最佳图像有可能在收缩末期,但由于本组病例扫描过程中使用了心电(ECG)调控管电流技术,仅在心脏运动的舒张中、末期有正常的管电流输出,其他时相上为低电流,不能提供具有足够信噪比的图像。同时,本研究所采用的病例心率均较低,舒张中晚期右冠状动脉的图像质量均良好,能够满足诊断要求。(2)缺乏冠状动脉造影图像作为对照,仅测量分析了正常冠状动脉的数据,未对冠状动脉狭窄的数据进行测量、分析。但是,由于临床上进行冠状动脉CT检查时心率通常较慢,能够进行双扇区重建的层面数非常有限,难以收集到恰好在能够进行双扇区重建的节段存在狭窄的病例,本研究只能对正常冠状动脉进行评价,所得的初步结论有待大样本研究进一步验证。
联合血管重建术 篇5
1 病例资料
患者, 女, 62岁, 间段上腹痛半年, 加重1d。查胃镜, 慢性胃炎, 十二指肠水平段完全梗阻, 疑粪石症入院治疗。入院后持续阵发性腹痛, 呕吐, 并拒绝胃镜复查, CT平扫未见占位, 拟CT造影扫描, 明确梗阻原因及部位。
2 检查方法及结果
口服5%碘佛醇溶液300ml后1h行CT检查, 扫描范围膈肌至耻骨联合, 层厚5mm, 后重建0.625mm。使用GE 64排CT aw4.6图像工作站处理。 (1) 选择血管重建模式软件, 软件能够自动追踪肠腔内造影剂, 在3D图像上描画轨迹。 (2) 进入编辑界面轨迹纠正。 (3) 自动生成4窗重建图像, 包括3D MIP及SSD (表面阴影重建) 、LUMEN (血管拉直成像) 、CRP (曲面图像重建) 、动态滑动断层图像。
通过重建图像动态浏览小肠, LUMEN图像及滑动断层图像示空肠近段不均质团状粪石影, 椭圆形, 4.2cm×2.7cm, 见“杯口征”, 可见肠壁间充盈造影剂的微小间隙, 肠壁水肿不明显, 粪石崁顿近端肠管扩张。患者术中证实为小肠粪石, 类圆形, 质地实。
3 讨论
粪石形成后, 胃镜很难进入小肠检查治疗, CT平扫对复杂结构的粪石难以确诊, 因此可通过口服造影剂后CT扫描, 利用血管重建技术进行诊断。Hodel等[1]研究发现, 多平面重建不仅可以提高诊断的准确率, 同时能够更加详细地观察粪石的位置及形态。茅旭平等[2]报道粪石性肠梗阻的CT表现很有特征, 结合多平面重组图像可以对粪石性肠梗阻作出正确诊断。根据笔者的临床应用经验, 肠道检查中使用血管重建技术对于粪石症的定位定性、梗阻程度以及后期治疗有很多优点, 血管重建软件中可以快速重建出图, 并同时有4种各向同性分辨率的重建图像模式, (1) 3D MIP及SSD图能够直观的展示肠管走形和形态, 肠管是否梗阻扩张; (2) 动态滑动断层图能够快速准确找到粪石位置, 观察粪石与肠管的关系及崁顿情况, 粪石相对于肠管的最大截面等; (3) 曲面断层及LUMEN能够进行全程肠管分析, 可清晰显示粪石部位及梗阻程度, 360°显示粪石在肠道内的大小和形态以及其内部结构, 粪石沿肠管长轴分布的长度和范围, 以及肠腔狭窄及肠壁水肿程度。总之, 灵活使用血管重建技术对肠道疾病进行检查, 易于诊断CT平扫及胃镜难以明确的粪石性肠梗阻。
参考文献
[1]Hodel J, Zins M, Desmottes L, et al.Location of the transition zone in CT of small-bowel obstruction:added value of muhiplanar reform ations〔J〕.Abdom Imaging, 2009, 34 (1) :35-41.
联合血管重建术 篇6
《指导意见》要求受灾地区在灾后重建工作中应注意促进住房市场发展。灾区地方人民政府要采取有效措施, 优先落实安居房、经济适用住房、廉租住房和中低价位、中小户型普通商品住房建设用地供应;鼓励开发建设中小户型普通商品住房, 积极发展住房租赁市场, 鼓励私人住房出租。
灾区地方政府可以根据实际需要, 参照经济适用住房政策, 组织建设安居房, 向住房倒塌和严重损坏不可修复导致无房可住的城镇受灾家庭, 以及租住住房毁损导致无房可住的当地城镇户籍家庭出售、出租, 安置受灾群众。安居房每套建筑面积控制在40-80平方米, 以60平方米左右的中小户型为主, 每户限购买或租赁一套。安居房建设用地实行行政划拨方式供应。政府可采取招投标等方式, 选择房地产开发企业实施安居房建设。房地产开发企业开发建设的安居房项目, 资本金占项目总投资比例下限下调为20%, 项目利润率不高于3%。安居房销售、租赁价格由灾区市、县人民政府价格主管部门会同房地产主管部门、财政部门确定并向社会公布。安居房产权和上市交易管理, 按照经济适用住房的有关规定执行。
同时, 灾区地方政府应当采取措施, 加大廉租住房保障力度, 适当提高实物配租比例, 可直接投资集中建设一批廉租住房, 或在经济适用住房和普通商品住房建设项目中配建廉租住房, 优先供应城镇孤老病残住房困难家庭和住房毁损的低收入家庭。廉租住房每套建筑面积应当控制在40平方米左右, 不得超过50平方米。
《指导意见》指出, 地震灾区城镇居民住房重建工作应优先安排除险加固, 积极推进原址重建。灾区县以上地方人民政府应当尽快组织实施受损住房的安全鉴定、修复、加固和拆除清理工作。鉴定机构应当综合考虑破坏程度与受损房屋结构安全性能、已使用年限、加固成本和地质条件等因素, 对需加固住房提出加固的技术方案。鼓励房屋所有权人加固受损住房。受损住房经鉴定可加固后继续使用的, 地方人民政府有关部门应指导房屋所有权人或其所在单位尽快实施加固, 不得以行政手段强制拆除。受损住房的安全鉴定、修复、加固、拆除清理, 应当遵循有关法律法规规定, 执行工程建设强制性标准。
联合血管重建术 篇7
关键词：肝动脉切除,门静脉动脉化,血管重建
肝门部血管重建技术的发展,很大程度的提高了肝胆恶性肿瘤在侵犯第一肝门部血管时肿瘤根治性切除的机会。 肝门部胆管癌指原发于胆囊管开口与左、右二级肝管起始部之间的胆管黏膜上皮的恶性肿瘤,发生位置隐蔽,一旦确诊常有血管侵犯。 中央型肝内胆管细胞癌和胆囊癌恶性程度均很高,早期常有肝门部转移和血管侵犯。 肝叶切除以及联合血管切除是获得根治的常用手术办法,肝门部门静脉重建术式已被众多术者所采纳。 但因为肝动脉在病损后再建,术后通畅率不高,部分患者曾一度放弃肝动脉重建。 近年来发现肝动脉切除后重建患者的肝功能衰竭、 肝脓肿和胆道并发症发生率明显降低,而且肝动脉血流的恢复对胆道血供和肝功能恢复的有极其重要的作用[1],故力争重建肝动脉血流,以减少术后并发症发生率,改善生存质量。无法行肝动脉重建时,门静脉动脉化的术式不失为一种保留入肝动脉血运的手术方法。近年来,开始有门静脉动脉化手术在临床中运用的零星报道。 笔者将近1 年所做的6 例门静脉动脉化( portal vein arterialization,PVA) 病例报道如下,以供同行探讨。
1 资料与方法
1.1 一般资料
选取2013 年7 月- 2014 年6 月手术治疗的6例患者,该6 例患者均存在有肝右动脉受侵。 其中,术后病理证实为肝门部胆管癌2 例,中央型肝内胆管细胞3 例,胆囊癌1 例。 其中,男4 例,女2 例,年龄45~64 岁,平均52.2 岁。 均以梗阻性黄疸并皮肤瘙痒入院。
1.2 分类与手术方式
2 例肝门部胆管癌患者分别为Bismuth- Corlette分型中的Ⅳb和Ⅲb型,前者采用左三叶+ 全尾叶切除+ 胆肠Roux- en- Y内引流, 后者采用左半肝+ 尾叶切除+ 胆肠Roux- en- Y内引流。 3 例肝内胆管细胞癌均为左半肝肿瘤, 采用左半肝+ 全尾叶切除+胆肠Roux- en- Y内引流。 胆囊癌病例,采用肝Ⅳ、Ⅴ段切除加区域淋巴结清扫术+ 胆肠Roux- en- Y内引流。 上述6 例病例,均存在肝门部右肝动脉的侵犯,切除受侵犯的肝动脉后,发现无法通过肝动脉端端吻合或动脉搭桥的方式来恢复右侧残余肝的动脉血供。笔者根据残余肝的体积,挑选肝动脉的近心侧残端的合适部位,在门静脉侧壁上切开2~3 mm裂口,行肝动脉和门静脉端侧吻合,达到门静脉血流动脉化来恢复肝脏的动脉成分血流( 手术情况见图1、2) ,以避免肝脏术后发生因为缺乏动脉血供给而出现的相关并发症。
2 结果
本组病例术后均恢复良好,平均术后10 d出院,围手术期未发生肝功能衰竭,无腹腔内出血,术后5d常规复查腹部增强CT,无肝动脉及门静脉血栓的发生。 全部患者均获病理根治性切除,现均存活。 术后每3 个月复查一次肝功能和腹部超声,未见肝功能明显损害,门静脉直径均在正常范围内。
3 讨论
上述3 种肝胆恶性疾病,发病均十分隐匿,患者常以梗阻性黄疸入院,而出现黄疸时常为晚期,多伴有肝门部血管的侵犯。 既往曾认为肝门部血管受累是上述疾病根治的手术禁忌。 随着血管吻合技术的发展,血管受累现已不成为肝门部胆管癌根治手术的障碍和禁区。多家研究机构曾报道联合肝叶切除、受累血管的切除重建是有利于提高手术切除率[2]和根治性切除率[3],并且有助于提高患者术后的生存率。
因为肝组织主要为门静脉供血,受侵的门静脉切除后必须重建已无争议。 但是肝动脉因侵犯而切除后是否需要重建,既往存在争议。肝动脉虽仅提供肝脏25%~30%的血流量,其供氧量占肝脏50%,而且肝动脉与门静脉对肝组织血供的部位差异有统计学意义。 门静脉血主要进入肝窦,营养肝实质细胞,肝动脉血主要进入肝脏汇管区,营养包括胆管的诸多结构[4],故动脉供血对于维持胆管上皮细胞的正常生理功能极为重要[5]。 行胆肠内引流的而缺乏动脉血供的患者, 常会发生因为胆道的逆行感染而出现沿肝内胆道发生的致死性的肝内多发小脓肿[6]。 另有国外文献报道,行肝动脉切除后重建者,术后胆道并发症的发生率为20%;行肝动脉切除后未重建者,术后胆道并发症的发生率为100%[7]。 故动脉重建也被广泛接受。但是无法行动脉重建的患者,如何保证肝脏足够含氧丰富的动脉血供促使门静脉动脉化术式的出现。
门静脉动脉化技术的提出已有几十年历史,但是在临床运用尚不广泛,主要因为动脉化血流量控制存在难度。在正常状态下,门静脉压力和血流量维持在一定的范围内,才能保证肝脏的正常生理功能。而PVA后门静脉的血流动力学将会发生变化,有研究表明[8],过量动脉血( 门静脉内动脉血灌流量达到门静脉正常血流量的一倍以上时)灌流肝内门静脉则对肝脏有害,可导致肝内门静脉分枝增宽,内膜纤维变性,以及肝细胞微粒体酶活力的改变。研究超微结构发现,肝血窦亦有改变,内皮细胞的损害,Disse间隙的增宽。 很多术者担心,随着术后时间的发展,动静脉吻合处的横截面积增大,肝动脉进入门静脉内的血流量逐渐增加,从而使门静脉内的血流量及其压力增加,存在有肝脏的损伤逐渐加重的可能。
但是陈永亮等[9]使用限制流量的部分门静脉动脉化实验模型研究表明,门静脉动脉化术后1 个月时,肝脏的血流变化较术前无统计学意义,且肝脏结构无明显损害。 李鸾等[10]报道术后6 个月,肝脏血流量及门静脉压力较术前均有明显的增加,但对肝脏结构的损害不明显。而且有学者已证实,门静脉动脉化对预防肝脏衰竭和促进肝组织的再生均具有重要意义[11,12,13],特别是在减轻因动脉缺失后胆管上皮细胞的损害方面尤为明显[14]。
所以只要能保证合适流量的动脉血灌注门静脉,门静脉动脉化可成为一既安全又有效的手术技术。 故笔者在手术中根据余肝体积的多少,选择2~3 mm不等的动静脉吻合口径( 通常余留右半肝吻合口径为3 mm,余留右后叶吻合口径为2 mm) ,也是充分考虑到余肝对灌注血流承受能力。 术后随着剩余肝的体积的增加对供血的需求量也会相应增加,有望能很好的适应这种术后随时间的增加门静脉血流量增大的变化。同时从术后3 个月开始,定期通过彩超测定病人的门脉血流量和直径。 必要时可以通过介入栓塞来控制肝动脉往门静脉的分流量。