第二軍醫(yī)大學(xué)附屬長海醫(yī)院影像醫(yī)學(xué)科 (上海 200433)

黃 挺 尹 偉 陸 濤 張 葉 王鐵功 王敏杰

256層螺旋CT兩種去骨技術(shù)在腦血管成像中的對(duì)比研究

第二軍醫(yī)大學(xué)附屬長海醫(yī)院影像醫(yī)學(xué)科 (上海 200433)

黃 挺 尹 偉 陸 濤 張 葉 王鐵功 王敏杰

目的分析比較自動(dòng)去骨技術(shù)與減影去骨技術(shù)在256層螺旋CT腦血管成像中圖像質(zhì)量的差異。方法回顧性分析47例腦血管疾病(如鈣化、動(dòng)脈瘤)患者資料，所有腦血管成像序列根據(jù)不同的去骨后處理方法分為對(duì)照組和觀察組，對(duì)照組采用自動(dòng)去骨成像技術(shù)，觀察組采用減影去骨成像技術(shù)，對(duì)去骨后的CTA圖像進(jìn)行質(zhì)量評(píng)估。比較兩種去骨技術(shù)的成功率(是否影響診斷)。2名觀察者對(duì)各組圖像質(zhì)量主觀評(píng)分的一致性采用Kappa檢驗(yàn)，采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)比較兩組圖像主觀評(píng)分。結(jié)果對(duì)照組與觀察組組去骨的成功率分別為70.21%(33/47)和93.62%(44/47)。兩位觀察者的相關(guān)系數(shù)為0.914，觀察組圖像質(zhì)量明顯高于對(duì)照組圖像，兩組圖像質(zhì)量有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(評(píng)分為(2.76±0.84) vs (3.68±0.73)，t=-5.978，P＜0.05)。結(jié)論在顱內(nèi)虹吸段血管有鈣化情況下，減影去骨技術(shù)較自動(dòng)去骨技術(shù)可顯著提高診斷的準(zhǔn)確性，在臨床懷疑小動(dòng)脈瘤時(shí)，采用減影去骨技術(shù)，可降低漏診率。

腦卒中；CTA；一鍵去骨技術(shù)；蒙片減影技術(shù)

隨著我國老齡化及生活水平的提高，腦血管病已成為我國死亡原因排名第一的疾病。建議40歲以上人群應(yīng)定期體檢，高危個(gè)體應(yīng)進(jìn)行顱內(nèi)外血管評(píng)估，發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)積極干預(yù)[1]。在腦血管疾病的早期診斷或預(yù)防性治療中，目前常用磁共振血管造影(magnetic resonance angiography：MRA)、CT血管造影(computed tomographic angiography：CTA)和數(shù)字減影血管造影(Digital Subtraction Angiography：DSA)等影像學(xué)檢查來評(píng)估顱內(nèi)動(dòng)脈粥樣硬化疾病，而在狹窄程度的測定與側(cè)支循環(huán)的評(píng)估方面DSA與CTA有更高的準(zhǔn)確性[2-3]。其中，CTA成像技術(shù)具有高空間分辨率、時(shí)間分辨率，可以三維顯示腦血管解剖結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，是臨床上診斷顱內(nèi)血管疾病的一種快速、有效的檢查方法。頭顱CTA的后處理方法較多，其中去骨后處理技術(shù)去除了顱骨對(duì)血管的干擾，可明顯提高血管疾病的準(zhǔn)確性，但當(dāng)設(shè)備或后處理技術(shù)不同時(shí)，病灶檢出的敏感性與特異性會(huì)有所差異[3-4]。在腦血管疾病(如鈣化、小動(dòng)脈瘤)存在的情況下，如何減小干擾，提高腦血管疾病的檢出率，成為頭顱CTA檢查的研究重點(diǎn)。本文的目的就是分析比較自動(dòng)去骨技術(shù)與減影去骨技術(shù)在腦血管疾病(如鈣化、小動(dòng)脈瘤)CTA成像中的差異。

1 資料與方法

1.1 一般資料回顧性分析2016年3月至2016年5月在我院就診的47位行腦CTA檢查患者的資料，選取標(biāo)準(zhǔn)：影像學(xué)結(jié)論包括顱內(nèi)動(dòng)脈有鈣化、顱內(nèi)動(dòng)脈瘤等因素。排除標(biāo)準(zhǔn)：減影圖像存在明顯的運(yùn)動(dòng)偽影，難以通過后處理技術(shù)進(jìn)行診斷。最終47例納入研究，患者中男性30例，女性17例，年齡在35～88歲，平均年齡(66±10.9)歲。

1.2 方法所有頭顱CTA檢查均在飛利浦iCT上完成，使用對(duì)比劑為非離子型對(duì)比劑優(yōu)維顯(碘含量370mg/ml)，患者仰臥位，收緊下巴，使聽眥線盡量與床面垂直，并用松緊帶固定。右側(cè)肘前靜脈埋置18G套管針，采用雙筒高壓注射器以5ml/s的速率在主動(dòng)脈弓平面行小劑量(20ml對(duì)比劑，20ml生理鹽水)同層動(dòng)態(tài)掃描，以確定主動(dòng)脈弓部強(qiáng)化峰值及達(dá)到峰值時(shí)間。感興趣區(qū)定位于主動(dòng)脈弓降主動(dòng)脈側(cè)。掃描參數(shù)：掃描模式采用軸掃，掃描范圍為顱底及以上8cm，蒙片期掃描時(shí)間為造影劑注射后4s，動(dòng)脈期掃描時(shí)間依據(jù)小劑量測試達(dá)峰時(shí)間計(jì)算,管電壓：80kV；毫安：400mA；準(zhǔn)直器128×0.625mm；旋轉(zhuǎn)時(shí)間0.7 5 s/圈；層厚：0.8mm；層間距：0.4mm；濾波算法：IMR(level1)Routine；FOV：200×200mm；矩陣：512×512；窗寬窗位：300/60。數(shù)據(jù)采集完后傳送到飛利浦后處理工作站(星云工作站)進(jìn)行圖像后處理，按照后處理方法不同分為對(duì)照組和觀察組，其中對(duì)照組采用自動(dòng)去骨技術(shù)；而觀察組采用減影去骨技術(shù)。對(duì)去骨后的CTA圖像進(jìn)行的后處理內(nèi)容包括曲面重建(CPR)、最大密度投影(MIP)和容積再現(xiàn)(VR)。

圖像重建由一名技術(shù)員負(fù)責(zé)，圖像分析由兩名影像科醫(yī)生完成。分析的指標(biāo)包括有無骨組織殘余、有無血管殘缺、是否影響診斷。具體的圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)如下：VR與MIP像顯示清晰，無骨組織殘余，血管連續(xù)，邊緣光整，可以診斷為4分；VR與MIP像顯示清晰，無明顯的骨組織殘余，血管連續(xù)，邊緣欠光整，可以診斷為3分；VR與MIP像顯示較清晰，有少許骨組織殘余，血管連續(xù)，邊緣粗糙有缺損，動(dòng)脈瘤瘤體有缺失，影響診斷為2分；VR與MIP像有大量骨組織殘余無法診斷，或血管有明顯的缺損無法診斷為1分。取平均分作為最終評(píng)分。去骨的成功率以不影響診斷為前提，根據(jù)圖像質(zhì)量評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，大于2分為去骨成功。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析采用SPSS19.0統(tǒng)計(jì)學(xué)分析軟件，統(tǒng)計(jì)資料均用(χ-±s)表示，應(yīng)用Kappa檢驗(yàn)評(píng)估兩位觀察者的相關(guān)系數(shù)。若相關(guān)系數(shù)高，則取兩位觀察者所做評(píng)分的平均值進(jìn)行配對(duì)t檢驗(yàn)，驗(yàn)證兩組方法的統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。Kappa值為0.81～1.00時(shí)，表示吻合度非常強(qiáng)；Kappa值為0.61～0.80時(shí)，表示吻合度較強(qiáng)；Kappa值為0.41～0.60時(shí)，表示吻合度一般；Kappa值小于0.40時(shí)，表示吻合度差。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

分析比較觀察組和對(duì)照組圖像質(zhì)量，其中對(duì)照組去骨的成功率為70.21%(33/47)，而觀察組去骨的成功率為93.62%(44/47)。兩位觀察者的相關(guān)系數(shù)為0.914，表明兩位觀察者的評(píng)價(jià)具有很高的吻合性。對(duì)兩位觀察者評(píng)分的平均值做配對(duì)t檢驗(yàn)，對(duì)照組與觀察組圖像質(zhì)量有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(評(píng)分為(2.76±0.84) vs(3.68±0.73)，t=-5.978，P＜0.05)。兩組圖像主觀評(píng)分結(jié)果見表1。

其中一鍵去骨技術(shù)失敗14例，其中12例是血管與血管壁的鈣化未能有效分離，造成血管有明顯的缺失，2例為前床突段微小動(dòng)脈瘤，血管與骨性結(jié)構(gòu)相鄰，造成漏診。而減影去骨技術(shù)失敗3例，原因?yàn)榛颊吲浜锨芳?，?dòng)脈期圖像與平掃期圖像未能匹配，血管與骨性結(jié)構(gòu)無法分離。

3 討 論

CTA檢查作為一種高效的影像學(xué)手段廣泛應(yīng)用于臨床，不僅是腦血管疾病的早期預(yù)防還是急性腦卒中病人的快速診斷，都起到不可或缺的作用[5-6]。隨著CT設(shè)備的更新?lián)Q代，圖像的分辨率進(jìn)一步提升，而圖像的后處理技術(shù)也有很大的進(jìn)步，使顱內(nèi)CTA圖像質(zhì)量有較大的改善。但由于頸內(nèi)動(dòng)脈入顱內(nèi)段血管走形與骨結(jié)構(gòu)關(guān)系的特殊性，很難在不影響正常血管的情況下將骨結(jié)構(gòu)完全清除，同時(shí)由于患者的血管內(nèi)鈣化等因素影響，去骨效果欠佳，直接結(jié)果就是床突段微小動(dòng)脈瘤的漏診[7-8]與血管邊緣粗糙與缺損。

表1 一鍵去骨技術(shù)與蒙片減影去骨技術(shù)后處理圖像主觀評(píng)分比較

目前，各大醫(yī)院診斷腦血管疾病的水平有所差異，敏感性為80%～100%，特異性為88%～100%[3]。主要原因是設(shè)備不同、掃描標(biāo)準(zhǔn)不同以及后處理方法不同。選取一種合適的腦血管處理方法顯得尤為重要[9-10]。臨床上常用去骨技術(shù)去除顱底骨結(jié)構(gòu)對(duì)顱內(nèi)血管的影響。目前國內(nèi)外應(yīng)用的去骨技術(shù)分為手動(dòng)去骨技術(shù)與自動(dòng)去骨技術(shù)。各大CT廠家技術(shù)不一樣，去骨方式略有不同，主要問題集中在去骨的復(fù)雜程度、后處理工作者經(jīng)驗(yàn)水平以及輻射劑量的應(yīng)用等。如雙能量減影CTA技術(shù)是利用雙源CT進(jìn)行一次數(shù)據(jù)采集，以X線的衰減系數(shù)和光電效應(yīng)為基礎(chǔ)，以CT值為量化單位，利用兩種能量與物質(zhì)的衰減不同，將高密度組織與低密度組織區(qū)分開來，達(dá)到減影的目的，此方法降低了輻射劑量，但對(duì)CT值非常接近的骨結(jié)構(gòu)與血管無法很好的區(qū)分，可能導(dǎo)致漏診[11-12]。Venema等[13]的“匹配蒙片骨去除法”,其利用四層螺旋CT進(jìn)行螺旋掃描數(shù)據(jù)采集，然后將平掃數(shù)據(jù)與增強(qiáng)數(shù)據(jù)進(jìn)行三維空間匹配,再將匹配好的圖像進(jìn)行相減，此方法可以很好的去除顱底骨結(jié)構(gòu)，但對(duì)醫(yī)院的軟件要求較高，不易于廣泛推廣。

計(jì)算機(jī)后處理軟件中的自動(dòng)去骨(Auto Remove Bone)技術(shù)，是依托計(jì)算機(jī)技術(shù)的一種去骨方法，與CTA減影去骨屬于不同的技術(shù)方法。自動(dòng)去骨僅需做增強(qiáng)檢查，受運(yùn)動(dòng)影響小，減少了輻射劑量。其應(yīng)用范圍廣，頭頸部、胸部、腹部及四肢CTA均可應(yīng)用[14]。但自動(dòng)去骨軟件存在諸多弊端，受掃描部分、重建閾值、造影劑濃度等多種因素影響，常常導(dǎo)致去骨不全，與骨骼、鈣化緊貼的血管容易被去掉，從而造成血管被誤去除和血管邊緣粗糙缺損，圖像質(zhì)量往往達(dá)不到診斷要求。

本研究使用的是256層高端螺旋CT，探測器寬度達(dá)到8cm，而去骨技術(shù)為自動(dòng)去骨技術(shù)和減影去骨技術(shù)，自動(dòng)去骨技術(shù)利用了星云工作站數(shù)據(jù)模型去骨，可以實(shí)現(xiàn)一鍵去除顱內(nèi)骨性結(jié)構(gòu)，去骨過程方便，速度快，一次去骨控制在45秒左右。在操作與后處理速度上有一定優(yōu)勢。但是對(duì)于鈣化和支架過于敏感，易去除本該存在的血管結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致血管不完整，雖可再對(duì)圖像進(jìn)行編輯，但處理效果一般，常需要對(duì)問題血管做多平面曲面重組，以減小假陰性率。在一定程度上影響了臨床診斷。減影去骨技術(shù)與DSA技術(shù)基本一致，首先對(duì)頭部進(jìn)行平掃(即蒙片)，然后保持掃描參數(shù)及位置不變行增強(qiáng)掃描，最后將兩次獲得的數(shù)據(jù)輸入工作站上進(jìn)行減影(采用動(dòng)脈期圖像減去平掃期圖像)，將增強(qiáng)前后的兩組數(shù)據(jù)求差值，將骨骼信息(吸收系數(shù)不變)減掉，從而獲得血管信息(吸收系數(shù)改變)的數(shù)據(jù)，將獲得的上述圖像，行血管三維重建，將頭部血管顯示完整，獲得與DSA接近的效果。其能很好的去除骨結(jié)構(gòu)、鈣化斑塊以及支架，很好的顯示小動(dòng)脈瘤，得到的三維圖像可與DSA媲美[15]。

圖1-7 顱內(nèi)血管鈣化在兩種去骨技術(shù)中的比較。圖1 CPR重建像；圖2-4 一鍵去骨VR像與MIP像；圖5-7 蒙片減影去骨VR像與MIP像。圖8-12 顱內(nèi)血管小動(dòng)脈瘤在兩種去骨技術(shù)中的比較。圖8 CPR重建像；圖9-10 自動(dòng)去骨VR像與MIP像；圖11-12 減影去骨VR像與MIP像。箭頭所示為自動(dòng)去骨技術(shù)漏診的小動(dòng)脈瘤。

在此次研究中我們采用的是256層螺旋CT，采集速度得到提升。減影數(shù)據(jù)采用相近的平掃期和動(dòng)脈期，很大程度避免了運(yùn)動(dòng)偽影對(duì)圖像的影響，保證了減影成功率。

綜合自動(dòng)去骨技術(shù)和減影去骨技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)。在常規(guī)檢查中，在患者配合的情況下，選用減影去骨成像是更為合理的選擇。減影去骨成像能避免血管鈣化在自動(dòng)去骨技術(shù)下，造成的血管邊緣粗糙甚至缺損。而當(dāng)出現(xiàn)患者配合欠佳的情況，減影去骨技術(shù)無法完全去除骨骼，可采用自動(dòng)去骨技術(shù)成像。熟練應(yīng)用兩種去骨技術(shù)成像，優(yōu)先選用減影去骨技術(shù)進(jìn)行腦血管后處理可在顱內(nèi)虹吸段血管有鈣化情況下，顯著提高去骨的成功率；在臨床懷疑小動(dòng)脈瘤時(shí)，可降低漏診率，保證臨床診斷的準(zhǔn)確性。

[1]國家衛(wèi)生和計(jì)劃生育委員會(huì)腦卒中篩查與防治工程委員會(huì).卒中篩查與防治技術(shù)規(guī)范[J].中華神經(jīng)科雜志,2014,47(3):199-203.

[2]中華醫(yī)學(xué)會(huì)神經(jīng)病學(xué)分會(huì).中國缺血性腦血管病血管內(nèi)介入診療指南2015[J].中華神經(jīng)科雜志,2015,48(10):830-837.

[3]Feng,Han,Lang,et al.Subtraction CT angiography for the detection of intracranial aneurysms:A meta-analysis.[J].Experimental & Therapeutic Medicine,2016,11(5).

[4]呂發(fā)金,謝鵬,羅天友,等.數(shù)字減影CT血管成像在蛛網(wǎng)膜下腔出血診斷中的價(jià)值[J].中國醫(yī)學(xué)影像技術(shù),2007,23(1):45-48.

[5]徐裕,鄧生德,王海濤,等.256層螺旋CT全腦灌注聯(lián)合CTA在急性腦梗死診斷中的價(jià)值[J].醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志,2014,24(3):358-361.

[6]馮瑞,宋云龍,畢永民,等.640層容積CT 4D-CTA技術(shù)在腦血管病成像中的應(yīng)用[J].中國醫(yī)學(xué)影像技術(shù),2016,32(4):492-495.

[7]Agid R,Lee S K,Willinsky R A,et al.Acute subarachnoid hemorrhage: using 64-slice multidetector CT angiography to “triage”patients’treatment[J].Neuroradiology,2006, 48(11):787-794.

[8]Mckinney A M,Palmer C S,Truwit C L,et al.Detection of aneurysms by 64-section multidetector CT angiography in patients acutely suspected of having an intracranial aneurysm and comparison with digital subtraction and 3D rotational angiography[J].American Journal of Neuroradiology,2008,29(3):594-602.

[9]Hwang S B,Kwak H S,Han Y M,et al.Detection of intracranial aneurysms using threedimensional multidetectorrow CT angiography:Is bone subtraction necessary[J].European Journal of Radiology,2011,79(2):18-23.

[10]Sarikaya B,Sarikaya S,Deniz F E,et al.Unregistered subtracted CT angiography for the visualization of intracranial arteries at or near the skull base:preliminary experience[J].Diagnostic & Interventional Radiology,2007,13(3):105-108.

[11]李金玉.兩種減影血管成像技術(shù)在腦血管成像中圖像質(zhì)量的對(duì)照研究[J].中華腦血管病雜志:電子版,2015(32):180-180.

[12]Romijn M,Ha G V A,van Walderveen M A,et al.Diagnostic accuracy of CT angiography with matched mask bone elimination for detection of intracranial aneurysms:comparison with digital subtraction angiography and 3D rotational angiography.[J].Ajnr American Journal of Neuroradiology,2008,29(1):134-139.

[13]Venema H W,Hulsmans F J,den Heeten G J.CT angiography of the circle of Willis and intracranial internal carotid arteries: maximum intensity projection with matched mask bone elimination-feasibility study[J].Radiology,2001,218(3):893-898.

[14]湯化民,林偉,唐昌會(huì),等.頭部CTA去骨成像技術(shù)研究進(jìn)展[J].現(xiàn)代臨床醫(yī)學(xué)雜志,2013,39(3):172-173.[15]黃展坤,吳夢楠,劉松青.多層螺旋CT減影去骨血管成像技術(shù)在頭頸部動(dòng)脈血管狹窄診斷中的應(yīng)用[J].中國CT與MR雜志,2014,12(7):28-32.

(本文編輯:謝婷婷)

Comparision of Two Bone-subtracted Technology of 256-slice Spiral CT Image Quality in Cerebral Vascular Imaging

YIN Wei, HUANG Ting, LU Tao,et al．, Department of Radiology, Changhai Hospital,Second Military Medical University, Shanghai 200433, China

ObjectiveTo compare the difference of automatic boneless and subtraction boneless technologyin cerebral vascular image of 256-slice spiral CT image quality．MethodsRetrospective analysis cerebrovascular disease(such as calcification, aneurysm)clinical data of 47 patients． According to the different way of post-processing method,all cerebral images divided into control group and observationgroup．control group underwent automatic boneless technology, the observation group

subtraction boneless technology, difference comparison of image quality between two groups of cerebral angiography． To compare the successive rates of the two methods． Two observers of the subjective image quality score using Kappa consistency test, image subjective ratings Comparison between two groups was done with independent sample T-test．ResultsThe control group and observation group boneless success rate was 70．21% (33/47) and 93．62% (44/47)． The correlation coefficient of two observers was 0．914，Image quality of observation group was significantly higher than the control group in the image, the image quality was statistically difference between the two groups (2．76±0．84) vs (3．68±0．73),t=5．978, P＜0．05)． ConclusionIn intracranial vascular siphon segment with calcification,subtraction boneless technology can significantly improve the accuracy of diagnosis, the clinical suspicion small aneurysms or assess artery stenosis degree, boneless technology,adopt subtraction angiography can reduce missed diagnosis and reduce the narrow exaggerated effect． Clinically suspected small aneurysms subtraction boneless technology can reduce missed diagnosis and reduce the narrow exaggerated effect．

Stroke; CTA; Automatic Boneless Technology; Subtraction Boneless Technology

R743

A

10.3969/j.issn.1672-5131.2017.11.019

王敏杰

2017-09-18