劉子怡 綜述 梁斌 審校

C 臂 CT（cone-beam computed tomography，CBCT）又稱錐束CT、血管造影CT、平板容積CT等，是一種新的成像技術(shù)，可將三維斷層成像技術(shù)運(yùn)用到數(shù)字減影血管造影（digital subtraction angiography，DSA）平板探測(cè)器系統(tǒng)，突破了介入放射學(xué)診療歷來使用的二維放射成像技術(shù)。CBCT可在介入診療中實(shí)時(shí)三維成像，具有較好的特異度和靈敏度，可為介入診療提供重要信息和幫助［1］。

Mayo生物動(dòng)力研究室于1982年首次將CBCT應(yīng)用于臨床，主要用于骨骼和血管造影的可視化。最初的CBCT是配合圖像增強(qiáng)系統(tǒng)使用，其圖像增強(qiáng)系統(tǒng)和電荷耦合器件十分不完善，計(jì)算機(jī)算法與處理能力也很有限，使成像的空間分辨率也受限制［2］。在介入運(yùn)用的早期，CBCT被稱作“3D血管造影機(jī)”，因其僅僅實(shí)現(xiàn)了骨骼和肌肉的對(duì)比［3］。隨著上世紀(jì)90年代后期輻射引導(dǎo)系統(tǒng)和診斷實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的開發(fā)，開始了CBCT的大規(guī)模運(yùn)用。由于平板探測(cè)器的引入和計(jì)算機(jī)算法及處理能力的改進(jìn)，CBCT的對(duì)比度和空間分辨率有顯著改善［4］。目前，臨床中采用的CBCT均已使用數(shù)字平板探測(cè)器，其空間分辨率和成像質(zhì)量進(jìn)一步提高，同時(shí)相關(guān)后處理軟件的開發(fā)，使CBCT在介入診療中應(yīng)用越來越廣。本文就CBCT的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)、在介入放射學(xué)中的臨床應(yīng)用做一綜述。

CBCT的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)

在技術(shù)層面上，CBCT采用三維的扇形束代替?zhèn)鹘y(tǒng)CT的二維的扇形束進(jìn)行掃描，重組后可直接得到三維圖像，相較傳統(tǒng)CT擁有更好的各向同性空間分辨力，且容積重組所需時(shí)間更少。此外，CBCT采用排數(shù)上千二維面陣探測(cè)器來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的線狀探測(cè)器，提高了X線利用率。CBCT在后期重組的算法上以濾波反投影重組算法多見，除了可得到常見的橫斷面、冠狀面、矢狀面等多平面重組影像外，也可獲得一些特殊的重組影像，如最大密度投影和容積再現(xiàn)圖等［5,6］。

在臨床應(yīng)用上，CBCT較常規(guī)DSA相比，其優(yōu)越性體現(xiàn)在更高的軟組織分辨力和三維成像功能。但與傳統(tǒng)的螺旋CT相比，CBCT的密度分辨力與空間分辨力還有較大差距，其優(yōu)越性主要體現(xiàn)在成像的實(shí)時(shí)性。CBCT的實(shí)時(shí)成像功能可實(shí)現(xiàn)術(shù)中實(shí)時(shí)對(duì)針頭或?qū)Ч艿扔布M(jìn)行定位，不必將患者轉(zhuǎn)移到常規(guī)CT機(jī)上，在一定程度上增強(qiáng)術(shù)者的信心，提高治療的準(zhǔn)確性和安全性。并且，使用CBCT可進(jìn)行術(shù)后即刻的治療后評(píng)估，更及時(shí)地調(diào)整治療方案和控制術(shù)后并發(fā)癥［6］。因?yàn)橐陨溪?dú)特的優(yōu)勢(shì)，CBCT在血管介入和非血管介入治療領(lǐng)域均發(fā)揮著重要作用。

CBCT在常見血管介入中的應(yīng)用與進(jìn)展

1.肝動(dòng)脈介入

經(jīng)動(dòng)脈化療栓塞術(shù)（transarterial chemoembolization，TACE）在血管介入治療中有重要地位，是針對(duì)中期肝細(xì)胞癌的標(biāo)準(zhǔn)治療方法［7］。在TACE術(shù)中，對(duì)栓塞靶點(diǎn)的實(shí)時(shí)定位與觀察至關(guān)重要，DSA可提供清晰的血管成像，但軟組織分辨力低且僅有二維成像效果，使術(shù)者對(duì)栓塞靶點(diǎn)和腫瘤血供的觀察識(shí)別受限，易造成相關(guān)腫瘤供血?jiǎng)用}的誤判［8-16］。CBCT攜帶的3D導(dǎo)航軟件可幫助術(shù)者更準(zhǔn)確地定位腫瘤供血?jiǎng)用}。該軟件利用容積再現(xiàn)技術(shù)，能自動(dòng)描繪和突出顯示從微導(dǎo)管尖端到栓塞靶點(diǎn)的興趣區(qū)內(nèi)所有可疑的腫瘤供血?jiǎng)用}信息［11］，間接地提供給術(shù)者可行的插管路線。這種虛擬的“3D路線圖”在GE系統(tǒng)中通過3D重組疊加在實(shí)時(shí)熒光透視圖像上，并針對(duì)C臂角度、視野和工作臺(tái)位置等變化實(shí)時(shí)調(diào)整路線，具有良好的可操作性。Miyayama等［12］研究表明，這種3D導(dǎo)航系統(tǒng)對(duì)腫瘤供血?jiǎng)用}檢測(cè)的真陽性率可達(dá)88%。根據(jù)以往文獻(xiàn)報(bào)道，該技術(shù)的敏感度可達(dá)90%以上，比靠DSA來識(shí)別供血?jiǎng)用}的敏感度高約29%～50%［13］，可更好地輔助術(shù)者分辨栓塞靶點(diǎn)、腫瘤供血?jiǎng)用}、并及時(shí)評(píng)估碘油沉積程度［14-16］，提高腫瘤的完全栓塞率［17］。

選擇性內(nèi)部放射療法（selective internal radiation therapy，SIRT）是一種將放射性物質(zhì)如90Yt選擇性注入腫瘤供血?jiǎng)用}的介入治療［18］。為避免對(duì)正常組織的放射性損傷，對(duì)興趣區(qū)成像和對(duì)腫瘤供血?jiǎng)用}的正確識(shí)別至關(guān)重要。通常，DSA主要運(yùn)用于SIRT的術(shù)前規(guī)劃［19］，而CBCT運(yùn)用于術(shù)后效果評(píng)估，目前雙源CBCT已可在毛細(xì)血管水平觀察到微栓塞［20］。有研究表明將CBCT與DSA結(jié)合用于術(shù)前規(guī)劃，更易檢測(cè)出肝外的轉(zhuǎn)移灶。Louie等［21］對(duì)42例患者用CBCT輔助DSA成像進(jìn)行SIRT術(shù)前規(guī)劃，發(fā)現(xiàn)有52%的患者采用CBCT檢測(cè)出肝外轉(zhuǎn)移灶，并影響了術(shù)前規(guī)劃，其中33%患者的轉(zhuǎn)移灶在DSA上并未被發(fā)現(xiàn)，表明CBCT輔助DSA成像可獲取更豐富的腫瘤灶及灌注等影像信息，彌補(bǔ)了DSA的不足。

2.神經(jīng)介入

顱內(nèi)血管的支架置入術(shù)在神經(jīng)介入中有著重要地位。支架置入術(shù)中，支架的貼壁與張開情況直接影響術(shù)后效果。若支架貼壁不全及張開不全，可導(dǎo)致支架內(nèi)血栓與支架內(nèi)再狹窄（in-stent restenosis，ISR）［22］，因此術(shù)者需要對(duì)支架及其周圍結(jié)構(gòu)準(zhǔn)確定位與觀察。顱內(nèi)血管的諸多特性限制了將支架生產(chǎn)成放射不透性強(qiáng)、顯影效果好的介入材料［23］，傳統(tǒng)DSA或放射線成像受二維成像的局限，且軟組織分辨力較低，不能很好地描述支架與周圍結(jié)構(gòu)［24］。CBCT具有三維的成像效果和較好的軟組織分辨力，和這些二維的放射成像相比能更好地描述支架與周圍結(jié)構(gòu)（即血管壁和血管瘤腔）的關(guān)系、動(dòng)脈壁的鈣化程度，改善支架的可視度，提高支架置入的成功率［25,26］。同時(shí)，作為治療顱內(nèi)動(dòng)脈粥樣硬化的支架可能誘發(fā)血栓并導(dǎo)致支架內(nèi)再狹窄，須進(jìn)行隨訪成像。Struffert等［27］對(duì)12例顱內(nèi)血管支架植入術(shù)患者進(jìn)行了隨訪，發(fā)現(xiàn)CBCT和DSA對(duì)支架置入后殘余狹窄和支架內(nèi)再狹窄的檢測(cè)率沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，且CBCT可提供無創(chuàng)性隨訪影像，是DSA的有效替代，使術(shù)后影像隨訪更便捷。

動(dòng)脈栓塞是治療顱內(nèi)動(dòng)脈瘤的有效方法，對(duì)術(shù)前顱內(nèi)動(dòng)脈瘤的檢測(cè)，CBCT不易受到偽影干擾，有一定敏感性和特異性。Jou等［28］對(duì)2例顱內(nèi)基底動(dòng)脈瘤的回顧表明，采用三維DSA觀察顱內(nèi)基底動(dòng)脈瘤會(huì)受到偽影干擾，影響觀察，而CBCT可更清晰地對(duì)動(dòng)脈瘤的各部分成像。Lu等［29］對(duì)513例顱內(nèi)動(dòng)脈瘤的回顧性分析發(fā)現(xiàn)，就單個(gè)患者而言，DSA和CBCT檢測(cè)顱內(nèi)動(dòng)脈瘤的敏感度和特異度分別為96.5%、87.8%和97.8%、88.7%，CBCT對(duì)顱內(nèi)動(dòng)脈瘤檢測(cè)比三維DSA具有更好的敏感性和特異性，有利于更精確地術(shù)前評(píng)估。

3.前列腺動(dòng)脈栓塞

前列腺動(dòng)脈栓塞（prostate artery embolisation，PAE）是治療良性前列腺增生的有效方法，在PAE術(shù)中，對(duì)前列腺動(dòng)脈（prostate artery，PA）的正確識(shí)別至關(guān)重要，可避免栓塞不全或非靶性栓塞的發(fā)生［30,31］。而增生的前列腺解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜，血管尺寸小，單純的DSA對(duì)前列腺的血供區(qū)分存在一定困難，CBCT對(duì)DSA有良好的輔助成像作用，能更精確定位前列腺動(dòng)脈［32-35］。 Bagla 等［32］在 11 例患者PAE術(shù)前用CBCT輔助DSA成像，結(jié)果顯示CBCT可識(shí)別出一些潛在的非靶性栓塞點(diǎn)，使46%患者改變了栓塞方案，避免了誤栓。Wang等［33］對(duì)148例患者在PAE術(shù)前行DSA和CBCT血管造影成像，再對(duì)二者圖像分別研究分析，結(jié)果表明DSA對(duì)前列腺動(dòng)脈的識(shí)別率為74.5%，對(duì)前列腺動(dòng)脈吻合支的識(shí)別率為58.2%，CBCT對(duì)前列腺動(dòng)脈的識(shí)別率為94.55%，對(duì)前列腺動(dòng)脈吻合支的識(shí)別率為97.0%，從解剖的角度進(jìn)一步說明CBCT對(duì)前列腺動(dòng)脈的識(shí)別率高于DSA（P＜0.05）。Chiaradia等［34］將前文所提到的3D導(dǎo)航軟件應(yīng)用到6例患者PAE術(shù)中，敏感度可達(dá)92%，具有一定借鑒性。由于前列腺周圍解剖結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和CBCT成像的特殊性，CBCT在輔助PAE成像過程中亦有一些缺陷、容易造成一些偽像，如直腸增強(qiáng)偽像、陰莖增強(qiáng)現(xiàn)象、金屬偽影等，需術(shù)者仔細(xì)鑒別［35］。

4.其他

由于CBCT較DSA具有更好的軟組織分辨力、多平面重組能力，使術(shù)者在更好地區(qū)分靶血管及其周圍結(jié)構(gòu)，因此CBCT在外周血管病變成像［36,37］、 腎 上 腺 靜 脈 取 樣［38,39］等 血 管 介 入 方 面 亦具有一定優(yōu)勢(shì)。

CBCT在常見非血管介入中的應(yīng)用與進(jìn)展

1.椎體成形術(shù)

骨水泥的滲漏一直是椎體成形術(shù)（percutaneous vertebroplasty，PVP）中的難題，需要術(shù)者從術(shù)前和術(shù)后多方面把控。任何形式的骨水泥超出原椎體范圍內(nèi)均可定義為椎體滲漏［40］，根據(jù)滲漏的不同途徑，定義為經(jīng)皮質(zhì)破壞滲漏型（Ⅰ型）經(jīng)引流靜脈滲漏型（Ⅱ型）［41］。在 PVP術(shù)后，需即刻評(píng)估骨水泥在椎體內(nèi)的分布及滲透情況，通常即刻行DSA攝片評(píng)估。一些研究表明，和CT相比，DSA在椎體成形術(shù)后對(duì)骨水泥滲漏情況的評(píng)估有失精確，敏感度較術(shù)后CT低（P＜0.05），特別是Ⅱ型滲漏發(fā)現(xiàn)率較低（P＜0.05）［42］，因?yàn)楸粷B漏的引流靜脈可能過于細(xì)小，在二維成像上不易被顯示。CBCT的三維成像功能在一定程度上彌補(bǔ)這一局限，可提高骨水泥滲漏的發(fā)現(xiàn)率。王福安等［43］對(duì)35例PVP患者術(shù)后評(píng)估發(fā)現(xiàn)，術(shù)后使用DSA對(duì)二型骨水泥滲漏的發(fā)現(xiàn)率為8.6%，而CBCT可達(dá)20%，高于DSA的發(fā)現(xiàn)率。

此外，除了必要的術(shù)后評(píng)估，CBCT攜帶的跟蹤導(dǎo)航軟件（不同于上文在血管介入中所提及的3D導(dǎo)航系統(tǒng)），能幫助術(shù)者在術(shù)前設(shè)計(jì)進(jìn)針的路線，實(shí)時(shí)指導(dǎo)進(jìn)針，從而減少骨水泥內(nèi)漏的發(fā)生［44-46］。這種軟件能根據(jù)進(jìn)針點(diǎn)自動(dòng)規(guī)劃最理想的進(jìn)針軌跡，提供最便捷的接近靶點(diǎn)的路線，減少術(shù)者的操作難度和避免損傷重要的器官和血管［44］。路線規(guī)劃可根據(jù)術(shù)者進(jìn)針的位置、C型臂角度，工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)等進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，將計(jì)劃路徑疊加在實(shí)時(shí)熒光透視圖像上，具有良好的可操作性。Tam等［45］報(bào)道采用跟蹤導(dǎo)航軟件設(shè)計(jì)進(jìn)針路線對(duì)10例患者的13個(gè)椎體行單側(cè)PVP術(shù)，技術(shù)上的成功率以實(shí)際進(jìn)針后到達(dá)點(diǎn)位置和4個(gè)不同參考位置的差距來評(píng)價(jià)，這些參考位置包括精確的靶點(diǎn)位置、軟件所設(shè)計(jì)的靶點(diǎn)位置、靶椎體中線的位置、靶椎體前1/3的位置。以這4個(gè)設(shè)定的參考位置來評(píng)價(jià)的成功率分別為 75%、92%、92%、100%，表明CBCT的跟蹤導(dǎo)航軟件在PVP手術(shù)中具有良好的輔助功能。

2.肺結(jié)節(jié)經(jīng)皮肺穿刺活檢

經(jīng)影像引導(dǎo)的經(jīng)胸經(jīng)皮穿刺活檢（percutaneous transthoracic needle biopsy，PTNB）是評(píng)估良性和惡性肺結(jié)節(jié)的重要確診步驟，具有一定的安全性和準(zhǔn)確性。良好的影像引導(dǎo)定位可減少氣胸和出血等并發(fā)癥的發(fā)生。目前較普遍的影像引導(dǎo)方式包括透視、常規(guī)CT，常規(guī)超聲和支氣管內(nèi)超聲引導(dǎo)等。CBCT是新興的影像引導(dǎo)方式，具有一些獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。和常規(guī)的透視或傳統(tǒng)CT相比，術(shù)者可在實(shí)時(shí)三維可視化的條件下看到靶病灶與穿刺針的位置關(guān)系，有利于提高穿刺的精確性并減少并發(fā)癥，減少手術(shù)時(shí)間和輻射劑量，避免盲穿［47-52］。Lee等［47］使用 CBCT引導(dǎo)對(duì) 1108例肺部小結(jié)節(jié)患者行PTNB術(shù)，技術(shù)成功率達(dá)99.6%，對(duì)惡性結(jié)節(jié)診斷的靈敏度、特異度、準(zhǔn)確度分別為95.7%、100%和 97.0%。 Hwang等［48］研究發(fā)現(xiàn)，采用 CBCT導(dǎo)向的PTNB在亞厘米的穿刺中亦有著不錯(cuò)的診斷效能，具有較好的準(zhǔn)確度、敏感度、特異度，這三種特性和厘米級(jí)別以上并無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。跟蹤導(dǎo)航軟件亦可 用 于 PTNB 術(shù)中［49,50］，Kim 等［49］對(duì) 75 例 患者使用CBCT的跟蹤導(dǎo)航功能行PTNB術(shù)，技術(shù)成功率可達(dá)100%，診斷的敏感度、特異度和靈敏度分別為97.1%、100%和97.4%，有一定的借鑒性，在亞厘米的穿刺中亦有不錯(cuò)效果［50］。

3.其他

另 外，CBCT 在 膿 腫 引 流［53,54］、膽 道 介入［3］等方面亦具有一定的優(yōu)勢(shì)。與傳統(tǒng)DSA或透視相比，CBCT可清晰顯示膿腫周圍、膽道等結(jié)構(gòu)的解剖細(xì)節(jié)，避免鄰近組織結(jié)構(gòu)重疊干擾，為介入診療提供精準(zhǔn)導(dǎo)向。

臨床應(yīng)用局限與前景

CBCT系統(tǒng)本身也存在不足：（1）由于錐形束的特點(diǎn)，其密度分辨力與空間分辨力低于常規(guī)CT。（2）CBCT圖像偽影較重。其主要原因有兩方面，一方面由于錐束的寬準(zhǔn)直特點(diǎn)，其產(chǎn)生的散射增加也較常規(guī)CT的窄束增加，造成圖像偽影增加、圖像信噪比下降；另一方面CBCT系統(tǒng)X射線探測(cè)器使用的CsI閃爍體，圖像采集延遲，導(dǎo)致圖像采集數(shù)量減少，造成條紋偽影，同時(shí)由于采集時(shí)間增加，運(yùn)動(dòng)偽影也更突出［1,3］。該缺點(diǎn)限制了CBCT在一些領(lǐng)域的應(yīng)用。（3）CBCT缺乏統(tǒng)一的放射密度測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)。Hounsfield量表用于測(cè)量放射密度，在常規(guī)CT掃描時(shí)，可為所描述的組織類型提供準(zhǔn)確的絕對(duì)密度，這種放射密度以CT值（Hounsfield unit，HU）為單位。然而放射密度的測(cè)量在CBCT掃描中卻是不準(zhǔn)確的，因不同區(qū)域灰度值受其掃描相對(duì)位置的影響，這使CBCT與常規(guī)CT相比在同一解剖區(qū)域測(cè)量的放射密度值不相同［55,56］。 未來有必要進(jìn)一步研究改進(jìn)，以彌補(bǔ)CBCT在放射密度測(cè)定不統(tǒng)一方面的局限性。

盡管CBCT在成像質(zhì)量和適用范圍等方面還有不足，但隨著重組算法及后處理技術(shù)的改進(jìn)，其成像質(zhì)量將會(huì)得到改善，CBCT在介入診療領(lǐng)域中的應(yīng)用也將進(jìn)一步拓展和深入［56,57］。