微头条丨JNIS中文版丨杜世伟教授导读：高分辨率锥形束CT血管造影的原理、技术及在神经血管造影的应用

《JNIS（中文版）》是神经介入专科影响力最高的国际期刊Journal of NeuroInterventional Surgery 《JNIS》（IF 8.572）的官方中文期刊，由中国医师协会神经介入专业委员会（CFITN）联合新媒体平台「卒中视界」与《JNIS》出版方BMJ中国版权合作，于2019年4月正式发布。旨在以中文语言为我国神经介入领域医务工作者提供JNIS原版学术进展，并将更多国内优秀神经介入成果介绍给国际学界。打开一扇窗，架起一座桥。中文版编委会由176名国内顶级医学专家组成，每期《JNIS（中文版）》内容由编委精选和精译，并结合专家个人经验撰写专家评论以飨同道。

本期译者：韩建国 包璐皓

(资料图片仅供参考)

本期点评人：杜世伟教授

锥形束CT作为一种三维成像技术，自上世纪90年代引入以来就被应用于神经血管病变相关检查实践中，并取得了良好的应用价值，被神经介入医生广泛应用。锥形束CT技术采用锥形束光源和平板探测器，对血管进行三维呈现，相比于传统CT扫描技术而言，具有低剂量、高空间分辨率等特点，从而避免了传统CT扫描技术出现的影像重叠及失真等问题。本文通过回顾高分辨率锥形束CT（HR-CBCT）的原理、技术以及在神经血管造影的应用，展示了其在神经血管相关疾病中具有广泛的应用价值。

摘要

本综述旨在介绍最先进的高分辨率锥形束CT（HR-CBCT）的采集与重建，并展示其作为深入了解疾病及指导治疗决策的工具在多种神经血管疾病中的作用。通过回顾HR-CBCT采集的基本原理，注射方案和重建方法，描述它在不同疾病中的多种应用，如动脉瘤、动静脉畸形、硬脑膜动静脉瘘和卒中，展示HR-CBCT可以加深对疾病的认识并指导治疗决策。目前，HR-CBCT正迅速成为当代神经介入医生的重要工具。

概述

充分理解与颅骨结构相关的复杂血管构造和血管分布在血管内治疗的临床决策上至关重要。自20世纪90年代末引入三维（3D）重构的旋转DSA以来，人们很快认识到该方法能为神经血管病变提供重要辅助信息。现代血管造影设备采集的所有容积数据集都基于锥形束计算机断层扫描（CBCT）技术。本文旨在介绍最先进的高分辨率CBCT（HR-CBCT）血管造影的原理、采集和重建，并展示其作为深入了解疾病的血管构造并指导治疗决策的工具，及其在多种神经血管疾病中的作用。

方法

图像采集

CBCT的基本原理是在扫描机架围绕投照对象旋转期间采集多个X射线投影。采集方法包括：3D-DSA，以及Dyna CT（飞利浦的Vaso CT，GE的Innova CT），本文中为了区分上述3D-DSA，我们将其称为HR-CBCT。这两种都基于相同的采集原理，只是在采集速度、分辨率、辐射剂量的取舍上有所不同。3D-DSA采集的软组织分辨率相对较低，从而产生了较多的条状伪影。但该技术的优势是采集速度更快、动静脉相分离较好、X射线曝光量较低。Dyna CT相比较3D-DSA采集的投影图像数量明显较多（n=500），所用扫描剂量较大，因此分辨率较高。

图1： 双侧Pipeline栓塞（H-Pipe）技术治疗ACom动脉瘤。采用HR-CBCT 20s（Dyna CT）109kV，双侧ICA动脉注射采集图像。薄层MIP重建图像（A)显示在大脑前动脉（ACA）有两个血流导向装置且血流通畅，容积再现技术呈现的图像也与此相同（B）。将图像进行适当的视窗显示及裁剪，可选择性的呈现支架，以高分辨率展示支架的细节（C）。通过观察薄层MIP重建图像，可以确定两个支架(D、E)实现了良好对合。

图2： 成年男子蛛网膜下腔出血（A），2D-DSA的正位（B）和侧位（C）造影未见动脉瘤结构。HR-CBCT血管造影（D, E）显示基底动脉穿支动脉瘤（箭头）。

图 3 ：成年男性创伤后精神状态改变 头颅CT（A）提示有弥漫性蛛网膜下腔出血和左额叶出血。2D-DSA显示左侧额叶血肿区域血流减少（B）。进行了容积再现（C）和多平面MIP重建（D）的HR-CBCT血管成像后，才能发现创伤性假性动脉瘤（C中的箭头）。

注射方案

典型的方案是注射纯造影剂用于动脉血管成像（如3D-DSA）和稀释造影剂（生理盐水中含20-30%造影剂）用于治疗后评估。无论如何，长时间注射纯造影剂（如：在Dyna CT期间）能够显著提高血管成像的分辨率。

图4 ：成年男性出现头痛及心内膜炎相关临床症状，头部CT提示有少量蛛网膜下腔出血（A），考虑细菌性动脉瘤。2D-DSA右侧ICA侧位造影（B）未显示动脉瘤。HR-CBCT重建（C）证实了右MCA的中央支有小梭状动脉瘤存在。

图 5：年轻女性在左侧ICA慢性闭塞的情况下，因血流相关的ACom动脉瘤出现蛛网膜下腔出血。2D-DSA右侧ICA造影（A）显示ACom动脉瘤有上下凸出的分叶。3D-DSA采集图像（B）未能充分显示动脉瘤的细节，不能了解其复杂的特征并制定治疗策略。为了进一步了解，采用HR-CBCT可见前交通开窗，动脉瘤于开窗的两个分支间上下延伸（D为放大图，E为示意图）。成功采用了两个堆叠的WEB装置进行治疗，动脉瘤内血流瘀滞明显（箭头），并保留了ACom血流（F）。

重建程序：小目标容积，最大密度投影和容积再现

最终的图像质量不仅取决于采集方案，还取决于源图像重建的方式，包括：容积再现和容积图像的最大密度投影（MIP），以及横截面数据集的MIP/平均投影。要准确、详细评估小穿支、视网膜分支、脊髓动脉等小分支，须采用小VOI重建；容积重构后，可以使用MIP或多平面重建（MPR）技术进行呈现；无论重建方法是MIP还是MPR，都可以从所选择的VOI生成容积再现图像，并根据需要进行旋转。

在疾病中的应用

HR-CBCT血管造影已被证实可用于了解血管解剖结构。与更常用的3D-DSA相比，HR-CBCT也具有更高的分辨率。通过适当的采集方案和格式化算法，HR-CBCT可以清晰地洞察最详细的解剖结构。

动脉瘤

图 7：患有椎动脉夹层动脉瘤相关性蛛网膜下腔出血的年轻男性（A中的2D-DSA正位图）。

考虑到对侧优势，同侧可以闭塞。HR-CBCT显示更多细节（C），特别是显影良好的PICA（A、B、C中的虚线箭头）、PICA的皮层支（B、C中的白色箭头）及ASA（C中的空心箭头）的起源靠近动脉瘤。治疗后正位DSA（D-F）显示了PICA通畅（D中的虚线箭头）、动脉瘤中的弹簧圈（E中的黑色箭头）和从左侧椎基底动脉系统的血流通畅，右侧PICA皮层分支和ASA中血流通畅（F中的箭头）。

图 8：上蚓部AVM相关小脑出血病史（A中的虚线箭头）的年轻人，向上引流至中央前静脉，向下引流至蚓部上静脉。进行了HR-CBCT血管造影（B中的完整VOI），以AVM为中心进行了小VOI重建（B中的插图）。然后将VOI重新格式化为薄层MIP（C）和容积再现（D），以高细节显示AVM（虚线箭头）及其引流（弯曲箭头），同时显示正常小脑和脑干静脉引流到同一静脉（直白色箭头）。基于此原因，未选择经静脉途径，而是通过小脑上动脉蚓部分支（E）和远端（F）血管进行动脉途径微导管栓塞。

脑动静脉畸形

在脑动静脉畸形（AVM）中，HR-CBCT已被用于手术或立体定向放射计划的定位。且有助于理解颅后窝脑干或小脑AVM的解剖特点（图8-9）。HR-CBCT在治疗AVM的明显局限性是难以区分动脉相及静脉相。但有时可以有助于更好地了解和区分AVM的引流静脉和和正常回流静脉（图8）。

图9： CT（A）和2D-DSA（B）显示急性出血的成年女性，提示中脑区域可能存在AVM。HR-CBCT在矢状面、冠状面轴向MIP和VR（C）中显示了增粗的左侧丘动脉和位于血肿周围的动脉瘤（C中的箭头）。通过小VOI重建更详细的显示了AVM引流到Galen区域的静脉（D）。使用辅助投影(E)制定治疗计划，使用微导管超选到分支（F，G），进行NBCA栓塞（H）。栓塞后2D-DSA图像显示动脉瘤闭塞。

硬脑膜动静脉瘘

图 11：患有海绵状dAVF的老年女性。颈总动脉（A）和选择性咽升动脉（B）2D-DSA侧位投影，显示海绵窦dAVF，供血来自多个ECA和ICA分支，只有皮层静脉引流。在全VOI（C）和较小VOI（D）中进行了HR-CBCT重建，并进行了容积再现重构（E），很好地显示了主要瘘口（D中的箭头），并显示存在发育不良、部分血栓形成的岩下窦（C中的箭头）。通过岩下窦进行微导管内弹簧圈栓塞（G）成功治愈了动静脉瘘，并保留了海绵窦的其余部分（F和G）。

卒中

图 12 ：有外伤和左侧MCA下干缺血性梗死病史的患者，虽然2D-DSA（A）清楚显示了左侧MCA下干的狭窄，但通过进行HR-CBCT和小VOI重建（B-D）（对应于图A的插图），显示为动脉夹层，假腔（虚线箭头）向下压迫MCA下干的真腔，从而导致狭窄（白色箭头）。

其他疾病

图13： 同侧ICA供血不足（A）和对侧ICA代偿（B）的直接创伤性海绵窦瘘。通过右侧ICA注射（C、D）进行的HR-CBCT显示颈动脉和海绵窦之间的交通非常好。D中通过海绵间窦从CCF填充对侧海绵窦，左侧海绵窦结构（如ICA和颅神经）存在填充缺损（箭头）。

局限性

HR-CBCT技术的局限性是采集时长，包括：

结论

HR-CBCT血管造影术可与任何当代X线透视设备一同使用，在某些临床疾病中作用明显，以提高对神经血管解剖结构和病理学的理解，并指导治疗决策。它正在迅速成为现代神经介入医生的必要工具。

专家点评

CBCT技术在神经血管疾病领域不断拓展，从了解血管本身的解剖结构到血管与周围组织的关系，从疾病的辅助诊断到指导治疗决策，锥束CT在神经血管疾病临床应用愈发的广泛，尤其在血管疾病中对于细微的异常结构可以详细的了解其构筑，对于治疗策略的制定起到极大的意义。我中心利用HR-CBCT评估复杂动脉瘤发出的穿支血管、小的子囊、瘤颈处载瘤动脉发出分支血管的影像特点，以及瘤颈与微小血管的关系，帮助制定手术策略；对于血流导向装置植入的动脉瘤患者，借助HR-CBCT了解密网支架的打开情况和贴壁效果。对于位置深在、体积较小且供血动脉和引流静脉不明显的AVM，利用HR-CBCT可以了解畸形团的更多细节，帮助区分AVM的引流静脉和和正常的回流静脉。在瘘口位于静脉窦壁或有多瘘口的侧窦区dAVF中，借助HR-CBCT扫描可以准确的定位瘘口的位置和数目，以及复杂瘘的静脉引流情况，实现在不影响正常静脉窦回流的情况下精准的闭塞瘘口。

结合脑血流动力学特点，CBCT不同成像时间在临床脑血管疾病介入诊疗中的成像特征及应用价值进行分析，推荐合理选择成像时间并结合多种三维重组方式显示病变的具体方案，对合理的诊疗方案的制定具有一定的价值。将HR-CBCT显示的细微结构与DSA的实时血流动力学情况相结合，在血管疾病的诊断、构筑特点的评估、治疗方案的制定以及术后效果的评价方面都有重要意义。

专家简介

JNIS中文版编委

杜世伟

深圳大学附属华南医院神经外科科主任、主任医师、研究生导师、医学博士、神经介入博士后。目前担任中国医师协会神经修复学专业委员会卒中神经修复学组副组长、中国研究型医院学会脑血管病学专业委员会常务委员兼副秘书长、深圳市医师协会脑血管病专业委员会副主任委员、深圳市医师协会神经肿瘤专业委员会副主任委员等。同时熟练掌握显微开放手术和血管内介入治疗，尤其在复杂脑脊髓血管病治疗方面经验丰富。擅长颅内复杂动脉瘤的介入与显微手术治疗、脑脊髓血管畸形的复合手术治疗、硬脑膜动静脉瘘介入治疗、颈动脉狭窄内膜剥脱及支架成形治疗、烟雾病及颅内外血管狭窄/闭塞的血运重建治疗等。在神经系统肿瘤方面，擅长垂体腺瘤、功能区肿瘤及颅底肿瘤的显微外科治疗以及重度面瘫的神经修复联合面部重建治疗。

翻译者简介

韩建国

深圳大学附属华南医院神经外科副主任医师、医学博士、博士后、研究生导师。目前担任中国人体健康科技促进会神经调控与功能修复专业委员会委员，广东省医师协会神经外科分会青年医师专业组组员，广东省基层医药学会脑血管病介入专业委员会委员，广东省基层医药学会高血压性脑出血专业委员会委员，深圳市医师协会神经外科医师分会青年委员会副主任委员，深圳市医师协会神经肿瘤专业委员会理事。主要从事脑与脊髓血管病的外科和介入治疗，擅长颅内动脉瘤、脑（脊髓）动静脉畸形、海绵状血管瘤、蛛网膜下腔出血、脑出血、硬脑（脊）膜动静脉瘘、颅内（颈）动脉狭窄、烟雾病、脑梗塞等各种神经系统血管疾病的治疗，以及颅内和椎管内肿瘤的显微手术治疗。

翻译者简介

包璐皓

深圳大学附属华南医院神经外科住院医师、医学硕士。主要从事脑与脊髓血管病的外科和介入治疗，擅长颅内动脉瘤、脑（脊髓）动静脉畸形、海绵状血管瘤、蛛网膜下腔出血、脑出血、硬脑（脊）膜动静脉瘘、颅内（颈）动脉狭窄、烟雾病、脑梗塞等各种神经系统血管疾病的治疗。

版权信息

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