CT血管造影圖像后處理技術

安靜

臨淄區人民醫院 CT室，山東 淄博 255400

CT血管造影圖像后處理技術

安靜

臨淄區人民醫院 CT室，山東 淄博 255400

0 前言

腦血管病又稱腦血管意外、腦中風或腦卒中，是由腦部血液循環障礙導致的以局部神經功能缺失為特征的一組疾病。根據其病理變化分為出血性和缺血性腦血管病兩類。通常突然起病，以頭痛、嘔吐、昏迷、短時間內肢體活動障礙為特征的腦出血易被發現，但頭痛癥狀較輕的蛛網膜下腔出血極易被忽視，這種情況下頭顱CT掃描對于發現和診斷蛛網膜下腔出血具有重要價值。

CT血管造影（CT Angiography，CTA）對于腦動脈瘤的發現和診斷有一定的優勢。CTA是采用CT增強掃描，利用三維重建技術顯示顱內血管的一種新的檢查手段[1-3]。近年來，CTA成為診斷蛛網膜下腔出血病人是否存在顱內動脈瘤的首選方法。CTA與多層螺旋CT結合，能更好地顯示動脈內血栓及其梗死范圍，在判斷動脈近端或遠端閉塞，選擇動脈內溶栓抑或靜脈溶栓方面有重要的參考價值。多層CT能顯示頸內動脈和椎動脈的整個行程，包括顱內段和顱外段，還能顯示側支循環；另外還可模擬開顱手術并從手術野觀察動脈瘤的指向、瘤頸的位置、動脈瘤與鄰近血管及顱底骨的空間關系，為外科手術治療提供很好的治療方案[4-6]。

1 基于64排螺旋CT的CTA掃描方法

應用64排螺旋CT掃描機，先常規行顱腦平掃，再行小劑量造影劑試驗，描繪出時間－密度曲線，并通過時間-密度曲線確定最佳延遲掃描時間，再行CTA檢查。CTA掃描線平行于聽眥線，從顱底向顱頂掃描；在肘靜脈建立通道，經高壓注射器注入80～100 mL碘對比劑，注射速度為3.0 mL/s；延遲掃描時間為13～22 s，掃描條件為120 kV，280 mA，掃描層厚1.25 mm，連續掃描采集；重建間隔0.625 mm，輸入原始數據后，在Philipsworkstation工作站上進行后處理重建。圖像后處理重建技術包括容積再現（Volume Rendering，VR），最大密度投影法（Maximum Intensity Projection，MIP）及表面遮蓋顯示法（Surface Shaded Displace，SSD）。

對于原發性蛛網膜下腔出血，高度懷疑為顱內動脈瘤或動靜脈畸形的患者，傳統方法是行腦血管造影（DSA）檢查，其結果也作為其他檢查的金標準。多層螺旋CT血管造影（Multislice CT Angiography，MSCTA）成像技術是新發展起來的無創技術，其提供的三維重建圖像可以多方位觀察血管、腫瘤及病變周圍血管情況，提供血管內外的影像信息，顯示血管與鄰近結構的關系；顯示出動靜脈畸形的主要供血動脈與引流靜脈，基本滿足臨床需求，有助于手術及放射治療計劃的制定。因此有學者認為，MSCTA可作為血管性病變，特別是動脈瘤篩選的首選方法，其在診斷動脈瘤方面可以替代DSA。下面介紹幾種CTA圖像后處理技術的概念及特點。

2 CTA圖像后處理技術

（1）多層面重建（Multiplanar Reconstruction，MPR）是利用計算機將感興趣區各個不同層面的像素重新排列的技術，能連續組合各個層面的圖像，獲得同直接影像一樣的高精度矢、冠狀位圖像和隨意角度的斷面圖像，真實再現病變部位的全貌。

（2）最小密度投影法（Minimum Intensity Projection，MinIP）是一種簡單形式的容積顯示技術，是在螺旋CT采集的原始容積數據基礎上，將所選取容積中最低衰減體素投影成二維圖像，即僅計算穿過所選取掃描部位每條射線上最低密度像素而投影產生圖像的技術，該技術僅顯示10%的原始數據。MinIP可分辨支氣管內純氣體與肺實質之間50～150 HU的輕微密度差異，這就是4級以下支氣管仍能在MinIP上得以顯示的原因。由于縱隔實質結構顯著高于肺實質密度，因而這種周圍結構的良好天然對比使MinIP在顯示中央氣道時明顯優于單純的橫斷位CT圖像，但目前在顯示周圍支氣管方面仍很局限。在胸部影像診斷中，MinIP還是一種集檢測、定位及定量磨玻璃樣密度和線樣密度最理想的圖像后處理技術，因而也常應用于肺氣腫、間質性肺炎等彌漫性肺疾病中。MinIP在肺部的應用主要是由于它能直接屏蔽肺血管和肺裂等高密度結構，同時能在均勻的正常肺組織背景中突出肺內更低密度區而獲得很高的對比度。

（3）容積再現（Volume Rendering，VR）是使假定的投射線從給定的角度上穿過掃描容積，對容積內的像素信息作綜合顯示的技術。需結合深度、遮蔽表面顯示技術、旋轉技術及適當的信號強度切割技術共同施行，是目前最接近常規血管造影最高級別的三維顯示方法。其原理是利用計算機計算出每個像素內各種物質的百分比，并且顯示物質為不同的灰度，在重建圖像表現為不同的亮度；可賦予影像不同的偽彩與透明度，給出近似真實的三維結構的感覺。該方式在重建中丟失的數據信息很少，可更好地顯示解剖結構的空間關系，突出顯示血管與周圍組織的關系，可顯示血管三維立體結構，對管腔內病變更加敏感。VR技術利用了CT機所采集的全部數據，具有明顯的技術優勢，圖像顯示方面具有檢查方法簡單、無創傷、檢查時間短，無血管損傷及卒中的危險，可很好地顯示鈣化，不受金屬夾限制，空間定位準確等優點；同時能透過骨骼，不阻擋血管結構的顯示，具有良好的解剖參照標志，能顯示重疊血管，鑒別血管管腔結構等。

（3）最大密度投影（Maximum Intensity Projection，MIP），有時又稱為“最大亮度投影”，是在可視化平面之上投射三維空間數據的一種計算機可視化方法，是最常用并最具診斷價值的一種方法。通過計算沿著穿過被掃描物體的每條射線上所遇到的最大像素強度產生圖像，因而能較好地顯示細小血管及血管壁鈣化，重建出類似腦血管造影（DSA）的圖像，但其圖像的產生依賴計算機的不同計算模式，仍無法鑒別密度值近似的骨組織和血管影像之間的不同。該技術可以同時顯示雙側頸內動脈及基底動脈及其分支，可以從不同角度進行投影，不僅能顯示動脈瘤本身，還能顯示鈣化。其中，沿著從視點到投影平面的平行光線，各個體素密度值所呈現的亮度將以某種方式加以衰減，并且最終在投影平面上呈現亮度最大的體素。

（4）表面遮蓋法（Surface Shaded Displace，SSD）是通過計算機被掃描物表面所有相關像素數學模式的方法產生圖像的技術，當設定某一CT閾值后可較好地顯示感興趣區內血管的三維空間結構，但其信息的采集受部分容積效應和小血管造影充盈不均勻的影響，因而對血管腔和動脈瘤內徑地測量不準確，不能顯示血管壁鈣化和細小血管。其優勢是立體感強，病變與顱底骨二維重建可同時顯示，故可明確病變與顱底骨的立體解剖關系，對于手術方案的確定有很大幫助。但SSD顯示動脈瘤的形態、大小對重建前閾值的選擇依賴性較強，常常因為不恰當的閾值選擇而不能正確顯示動脈瘤的形態和大小。

（5）仿真內窺鏡法（Virtual Endoscopy，VE）是在螺旋CT連續掃描獲得的容積數據基礎上，通過調整CT值閾值及透明度，使不需要觀察的組織透明度變為100%，從而消除其影響，使需要觀察的組織透明度變為0，保留其圖像，再通過調節人工偽彩色，即可獲得類似纖維內窺鏡觀察的仿真圖像。該技術利用遠景投影軟件功能調整視屏距、物屏距、視角、透視方向及燈光，以管道內腔為中心，不斷縮短物屏距（調整Z軸），產生出目標物體不斷靠近觀察者的、放大的多幅圖像，可達到電影回放速度，產生類似纖維內窺鏡進動和轉向觀察效果的動態重建圖像。

3 CTA成像方法差異及與DSA的比較

與DSA相比，CTA的優勢在于：① 無創，患者只需通過手臂靜脈注入造影劑，通過螺旋CT掃描即可完成檢查，無任何痛苦；② 成像快，CTA檢查準備好后，注藥到掃描完成的時間＜1 min，對于有些躁動患者，給鎮靜藥后也能進行檢查；③ 圖像清晰、準確可靠，CT掃描完成后可通過計算機三維技術重建3D圖像，從不同角度顯示動脈瘤，反映動脈瘤的所有特征，包括動脈瘤頸、動脈瘤囊、瘤壁鈣化和血栓形成等[7-8]。

[1] 陳小飛,張為艷,王建紅,等．CT血管成像對急性缺血性小卒中患者復發風險的預測價值[J]．中西醫結合心腦血管病雜志, 2013,11(7):818-820．

[2] 鄭勇．CTA(雙源)與冠脈造影診斷冠心病對比分析[J]．中西醫結合心腦血管病雜志,2013,11(9):1130-1131．

[3] 史恒瑞,趙建民．64排螺旋CT血管造影技術在主動脈夾層診斷中的價值[J]．中國實用醫刊,2013,40(17):93-94．

[4] 任春慧,姜華,李強,等．64排螺旋CT腦成像在診斷腦血管畸形中的應用價值[J]．中國醫療設備,2013,28(6):159-161,150．

[5] 畢陽,馬于平．64排螺旋CT圖像后處理在急性闌尾炎診斷中的價值探討[J]．中外醫學研究,2012,10(20):53-53．

[6] 楚延清,吳慧．64排螺旋CT冠狀動脈成像對心肌橋的診斷價值[J]．中國現代醫生,2012,50(20):144-145．

[7] 楊天富,何華．多層螺旋CT血管造影在診斷頸動脈狹窄疾病中的臨床應用[J]．中外健康文摘,2012,9(20):28-29．

[8] 段惠新,閆林,張曉燕．MSCTA在顱內動脈瘤中的應用[J]．中外健康文摘,2012,9(6):37-38．

Image Processing Technology of CT Angiography

AN Jing
CT Room, Linzi District People’s Hospital, Zibo Shandong 255400, China

本文闡述了多層面重建法（MPR）、最小密度投影法（MinIP）、容積再現（VR）、最大密度投影（MIP）、仿真內窺鏡法（VE）、表面遮蓋法（SSD）等CT血管造影（CTA）方法的概念及技術特點，并通過與腦血管造影（DSA）檢查進行比較，探討了CTA的優勢。

CT血管造影；64排螺旋CT；腦血管造影；圖像重建

This paper introduces the concepts and characteristics of various image processing technologies of CT angiography (CTA) including multiplanar reconstruction (MPR), minimum intensity projection (MinIP), volume rendering (VR), maximum intensity projection (MIP), virtual endoscopy (VE), Surface Shaded Displace (SSD). Then discusses the advantages of CTA by comparing CTA with digital subtraction angiography (DSA).

CT angiography; 64-slice spiral CT; digital subtraction angiography; image reconstruction

R814.43

C

10.3969/j.issn.1674-1633.2014.05.026

1674-1633(2014)05-0080-02

2014-3-21

本文作者：安靜，主治醫師。

作者郵箱：wyzq8888@126．com