三維數字減影血管造影與磁共振成像圖像融合對腦動靜脈畸形術的評估價值

秦梓良

治療腦動靜脈畸形(腦AVM)主要是根據患者的自身特點和腦AVM 的結構特點，以最有效和最安全為原則，制訂治療方式［1－2］。腦AVM 結構對制定最有效的治療方案是至關重要的，磁共振成像(MRI)和三維數字減影血管造影 (3D DSA)用于獲取詳細的術前血管造影分型，包括腦AVM 解剖、結構和相關的動脈瘤等。最近，3D DSA 和MRI 圖像融合技術，即DSA－MRI 融合，已進入臨床使用［3－5］。這種圖像融合有望彌補3D DSA 和MRI 圖像各自的缺點并增加他們的優勢。也就是說，它可以同時顯示DSA 提供的脈管結構和磁共振提供的軟組織信息［3］。然而，目前還不清楚是否DSA －MRI 融合圖像比單獨分析3D DSA 或MRI 圖像更能提供有助于治療計劃制訂的信息。本研究旨在評估DSA －MRI 融合圖像是否比單獨分析3D DSA 或MRI 圖像更有助腦AVM 術前評估，現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2009 年6 月—2011 年6 月我院AVM 伴顱內出血病例，5 例伴有顱內出血的腦AVM 患者，其中男3例，女2 例;年齡30 ～62 歲，中位年齡42 歲。均取得患者或其家屬的知情同意，無手術相關并發癥和死亡情況發生，5 例患者均良好耐受。

1.2 方法 DSA－MRI 融合:首先獲取標準的2D DSA 圖像，然后處理獲得3D DSA 圖像。1.5 T MRI 掃描儀 (Philips Achieva 1.5T)獲得3D T1 －FFE 影像(SENSE－head－8 頭線圈，靜脈注射GD － DTPA 0.1mmol/kg)。在工作站進行3D DSA (最大強度投影，MIP)和T1 －FFE 圖像融合。由兩位經驗豐富的神經外科醫生單獨閱讀3D DSA、3D 對比增強T1 －FFE MRI 圖像和DSA－MRI 融合圖像。神經外科醫生獨立判斷DSA－MRI 融合圖像是否為治療計劃提供了額外有用的信息。若出現判斷分歧，兩位醫生協商達成共識。

2 結果

本組5 例患者DSA－MRI 融合圖像顯示，4 例為幕上腦動脈畸形，1 例為幕下腦動脈畸形，且所有患者在3 ～6cm;瘤巢:所有患者栓塞后檢查顯示瘤巢有減小現象;引流靜脈;3例患者栓塞后出現瘤巢，其中2 例栓塞后引流靜脈有明顯延遲顯影現象;質子加權圖像特點:5 例患者質子加權圖像檢查均發現高信號增加現象。2 名神經外科醫生一致認為DSA －MRI融合圖像比單獨使用3D DSA 和MRI 圖像更有利于治療計劃的制訂，以其中較為典型的1 例患者造影及成像檢查結果為例。患者右頂葉的影響檢查發現低信號瘤巢，檢查中發現高信號現象;發生栓塞患者進行質子加權成像檢查出現瘤巢縮小現象，檢查中的血栓形成呈現高信號特點;發生栓塞之前，患者聯合造影成像檢查結果顯現上矢狀竇部出現病灶引流靜脈;聯合造影成像檢查結果顯現造影相對較淡且有延遲現象(見圖1)。左顳葉栓塞前質子加權檢查結果顯示，瘤巢呈現低信號特點，間或出現高信號現象;栓塞之后進行質子加權，發現瘤巢減小，同時血栓形成檢查結果呈現高信號特點;栓塞前的聯合造影成像檢查結果顯示部分區域存在引流靜脈延伸至上矢狀竇的問題(見圖2)。

圖1 顱腦血管MRIFigure 1 Cerebral vascular MRI

圖2 栓塞前聯合造影Figure 2 Combined contrast before embolization

3 討論

DSA－MRI 圖像融合得到的額外信息包括:(1)腦AVM供血動脈、引流靜脈或周圍動脈的走行模式;(2)腦AVM 內供血動脈、引流靜脈和周圍正常組織供血動脈、血腫和腦組織的空間關系。前者被認為可預測外科手術或血管內治療難以預料的血管損傷所導致的功能損傷風險。后者可用于劃分腦AVM 的邊界，以便放射外科治療計劃的制訂。此外，DSA－MRI融合圖像有助于神經外科醫生術前了解外科解剖以及外科手術計劃的制訂。神經外科醫生也可以在阻斷引流靜脈前很容易地阻斷供血動脈。與3D DSA 僅提供血管信息相比，3D 增強MRI 圖像上的腦動脈、靜脈顯示為高信號點或線。同樣，即使是連續層面觀察，MRI 圖像也不能完全顯示動脈的走行模式。MRI 圖像也顯示瘤灶、血管、血腫和腦組織之間的關系，并且可以通過多平面重建進行綜合評價。然而，MRI 圖像不能同時在同一平面內連續顯示病灶、供血、穿過動脈及引流靜脈、腦組織和血腫。

無創性檢查如3D CTA 和增強MRA 或非增強MRA 有助于腦AVM 的檢測及顯示，同時也提供軟組織和脈管系統信息。然而，傳統的血管造影或DSA 仍是腦AVM 研究的金標準。相對于DSA，CTA、MRA 等無創技術空間分辨率較差，不能整個大腦脈管系統高分辨率成像，也無法提供準確的顱內血流動力學信息。本研究結果表明，DSA－MRI 融合圖像通過顯示腦腦AVM 外科解剖或劃分腦AVM 與血腫的界限，有助于外科或放射外科治療計劃的制訂，并能預測外科手術或血管內治療難以預料的血管損傷所導致的功能損傷風險。盡管這些信息可以在某種程度上來自適當和小心閱讀DSA 和MRI 圖像，但是DSA－MRI 融合圖像更容易和清晰提供這類信息。此外，DSA－MRI 融合圖像也不會給患者帶來額外的負擔。

一般認為，3D MRI 血管成像可以顯示腦AVM 內血流速度較高的血管。其主要局限是難以顯示渦流或血流速度較低的血管，包括腦AVM 靜脈引流模式的顯示。由于血管重疊和對流入血流的抑制，MRI 血管成像較難準確界定供血動脈。同時，由于空間分辨率較低，MRI 血管成像難以顯示小腦腦AVM 的瘤巢。此外，短T1 結構如亞急性出血內的高鐵血紅蛋白的干擾，可能會掩蓋腦AVM 內的血管［6］。盡管對比增強梯度回波成像和MRI 血管成像有潛力顯示較小、緩慢流動或湍流動脈和靜脈，但仍然難以清晰區分病變或周圍血管與亞急性出血［4］。最近有文獻報道腦AVM 手術使用CTA、MRI、MRA 或MRV 融合圖像進行術前分析，但其主要缺陷仍然是空間分辨率較低［7］。如本研究所示圖像，DSA－MRI 融合圖像可能是顯示腦AVM 結構及其與周圍組織關系最清晰的技術。DSA －MRI 融合圖像是有創傷性檢查，但經歷了3D DSA －MRI 融合成像的患者并無額外的損傷。因為DSA －MRI 圖像融合是通過工作站軟件完成的。當前DSA －MRI 融合圖像的缺陷是難以提供腦AVM 動靜脈兩邊血流流動速度信息。然而，這些信息可以通過二維DSA 獲得。對于外科術前治療計劃來說，DSA－MRI 融合圖像是非常有用的。腦AVM 手術需要首先確定畸形，然后清除表面供血血管及通向瘤巢的結構，最后完全切除瘤巢結構。腦AVM 術前評估的主要內容包括病灶血管的顯示，動脈靜脈的區分，血管與瘤巢之間的關系以及瘤巢與大腦表面的位置關系。大腦表面和表面血管的顯示有助于病灶的定位。神經外科醫生還必須了解供應腦AVM 的動脈是否同時供應周圍腦組織。DSA－MRI 融合圖像可以為神經外科醫生提供所有信息。

單幅DSA －MRI 融合圖像就能提供腦回及其與病變和脈管系統關系的信息。由于這種高級圖像融合技術處理時間較短，相對于單獨分開分析3D DSA 和MRI 圖像，神經外科醫生術前可以更輕易、準確地理解腦AVM 的外科解剖。綜上所述，對伴有顱內血腫的腦AVM 患者，DSA －MRI 融合圖像比3D DSA 或MRI 圖像提供了有用的額外治療計劃信息。考慮到DSA－ MRI 融合圖像解剖信息清晰且后處理時間合理，DSA－MRI融合圖像值得作為腦AVM 術前評估的重要手段去推廣。

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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．