洪波:导管室神经影像关键进展
洪波教授:导管室神经影像技术进展对神经介入治疗决策的影响——DynaCT在神经介入治疗中的应用
血管造影机CT成像(Angiographic CT, ACT)也称为C臂CT(C-arm CT,CACT)或平板CT(flat-panel detector CT),由于ACT的射线呈锥束状(区别于传统CT的平行射线),专业的名称以CBCT更为合适(Cone-beam CT)。各家血管造影机的厂商起了各自的名称,如西门子公司的称为DYNA CT,飞利浦公司Xper-CT,GE医疗的Innova CT,为提高神经介入的安全有效性提供了新的有效手段。在运用的起初阶段,ACT主要作为普通CT的一个实时检查替代,可术中观察介入治疗后颅内是否有出血,有实时、空间分辨率高的优点,已经成为一种常规的检查方法,使医生能够实时迅速评估手术可能的并发症,及时采取措施降低并发症引起的损害。
ACT的一个主要优势在于较高的空间分辨率,目前用于患者诊疗的机器和软件系统可以达到100-200um的空间分辨率,随着影像放大和其他技术的改进,空间分辨率将进一步提高,目前用于小动物试验机器的空间分辨率可以达到10-20um的水平。目前,专用颅内支架的网丝直径约60-120um,而血流导向装置的网丝直径约为30um,常规DSA透视和多排螺旋CT都难以看清颅内专用支架的形态和网丝,而高空间分辨率使得ACT在观察支架置入后形态、支架是否贴壁、是否有支架打折(图1)、支架网丝是否突入(图2)或突出等方面具有优势,采用非增强ACT能够清晰地显示支架形态,而稀释增强的ACT在观察支架网丝的同时,也能够显示血管的形态,便于分析两者的关系。从我们的经验来看,常规DSA容易低估置入后支架非理想贴壁的情况,ACT有助于准确判断支架未贴壁、支架扩张不全、支架打折等情况,有助于医生判断是否有必要对置入的支架进行再次的导管导丝操作或球囊扩张成形(图2),以期降低支架内血栓形成和再狭窄率。
除了高分辨率观察置入支架形态,稀释增强ACT在分析血管病变本身和周围组织结构方面有极大的优势。在分析脑供血动脉狭窄方面,增强ACT能够更加准确地显示狭窄的程度和形态,能够观察到常规DSA甚至是三维DSA难以准确分析的狭窄,我们在运用过程中也发现,增强ACT测量颅内血管直径更加准确,可以减少由于人为因素、等中心点偏移、参照物位置差异而产生的测量误差,有助于提高颅内动脉狭窄介入治疗的安全性;稀释增强ACT在评价狭窄部位血管的形态、狭窄部位血管的钙化、狭窄血管管壁性状、狭窄周围组织结构方面也具有显著的优势,随着空间分别率的进一步提高,将对狭窄管壁结构提供更多的信息;稀释增强ACT也能够更加准确地显示夹层,更加清晰地显示夹层起始部位、夹层的形态和真假腔、夹层的终止部位,有助于提高介入治疗的安全有效性。
ACT实现快速头颅增强扫描目前可以获得脑血容量(CBV)的数值,此CBV数值和灌注CT检查具有很好的相似性和可重复性,并已经在多个医疗中心的研究中得到证实。对于急性缺血性卒中的血管介入重建血流具有重要的临床指导意义。由于超早期治疗时间窗的限制,必须尽快对卒中进行快速、准确的判断。是否存在大血管闭塞是影响急性缺血性卒中治疗决策的重要因素。目前研究发现,伴有颅内大血管闭塞的患者整体预后较差,而多种血管内介入治疗手段可以明显提高血管再通率,目前评价颅内血管闭塞后的灌注状况和脑梗死的最常用的检查手段是CT灌注成像结合MRI弥散加权成像,用于分析是否存在半暗带。但繁复的检查和患者运送转移可能延误病情,另外,即使采用上述方法评估后,患者再运送到导管室进行治疗之间也存在时间差,有必要建立一站式的快速评估方法,节省时间,而利用血管造影机器实现脑灌注的检查是发展的趋势,可以在导管室内完成头颅CT、CTA和CBV成像,极大的缩短了检查花费的时间,提高急性卒中患者的治疗率和疗效。初步的临床运用中我们也发现采用ACT测量的CBV值有助于判断介入治疗的效果(图3、4)。而最新的快速旋转和更灵敏探测器的运用已经可实现MTT、CBF等其他灌注参数的获得,这一新的进展已经在初步研究中获得可喜的结果,估计将在未来数年中运用于临床,这将使我们在导管室实现急性缺血性卒中的一站式快速评估和治疗成为可能。
ACT也可以运用到非血管途径的引导穿刺,ACT获得三维的软组织图像输送到工作站进行重建,可以建立三维断层图像,较透视的二维图像提供更多的信息。配合西门子造影机器上的iGuide导航定位系统,可精确地对颅内的病变进行穿刺并验证(图5)。我们使用Siemens Artis zee Biplane 数字平板探测器DSA系统进行Dyna CT三维导航穿刺血肿。利用同一平台,可实现外科手术和微创介入治疗,二维血管造影和三维CT成像的整合。本研究中,在导管室内可以同时完成颅内血肿术前的影像学评估,锥颅血肿穿刺引流手术,并且在对于怀疑特殊血管疾病导致出血的患者,可以方便地行脑血管造影。脑组织活动度小,颅骨、血肿及脑组织的密度差别显著,尤其适合Dyna CT成像。并且Dyna CT以三维方式从整体上对血肿的位置及其与周围重要结构间关系进行准确判断,有助于精确的定位和穿刺。Syngo iGuide Needle Guidance程序可在确定好体表位置和目标位置后,自动设计穿刺路径,计算穿刺涉及的投射角度及穿刺深度,快速准确,并能通过实时透视观察穿刺的过程。术后即刻就能行Dyna CT复查,判断穿刺后的情况,了解引流管头端位置,有无穿刺过程中出血等并发症,无需病人转运。
ACT软组织图像和三维DSA血管图像的融合是一项令人感兴趣的技术,该项技术首先有助于我们判断出血的病因,在脑动静脉畸形出血因素的分析和靶点治疗方面提供可靠的依据,采用该项技术可以清晰显示脑组织中血肿和畸形团内动脉瘤的位置及其关系(图6),有助于我们对出血的靶点进行病因治疗。另外,融合技术的采用也有利于我们在引导穿刺时避开损伤血管组织。新的图像融合技术可以将核磁共振、CT和血管造影的图像组合分析,使我们对疾病有更加详细和多维的认识。
ACT的应用还仅是开始,已经显示了常规检查方法无法替代的优势,这又是一个在神经介入医生手边的工具,具有实时、高空间分辨率等优点,相信今后的新应用会不断出现和完善,成为我们不可或缺的工具。
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