黎學(xué)兵 李小軍 陳釔地 胡春陽(yáng) 向輝華*

隨著多層螺旋CT(multislice spiral CT，MSCT)的飛速發(fā)展，CT血管成像技術(shù)(CT angiography，CTA)對(duì)血管性疾病的診斷價(jià)值越來(lái)越重要，已經(jīng)成為診斷血管性疾病的首選檢查方法[1-2]。CTA的成像質(zhì)量受到許多因素的影響，圖像后處理質(zhì)量直接影響其診斷價(jià)值。腦血管CTA圖像后處理的核心是血管提取與骨骼去除，其技術(shù)包括減影去骨技術(shù)[3]和計(jì)算機(jī)自動(dòng)去骨技術(shù)[4]。目前研究認(rèn)為，減影去骨技術(shù)的去骨效果明顯優(yōu)于計(jì)算機(jī)自動(dòng)去骨技術(shù)，但對(duì)于配合欠佳不能控制自主運(yùn)動(dòng)的急重癥患者，因體位前后發(fā)生偏差而不能進(jìn)行減影去骨[5]。由于患者病情的緊急性和特殊性，因此很難要求其進(jìn)行重復(fù)檢查來(lái)獲得滿意的圖像質(zhì)量。為此，本研究通過(guò)采用不同的圖像后處理技術(shù)對(duì)原始薄層圖像進(jìn)行校正，再進(jìn)行計(jì)算機(jī)自動(dòng)去骨的方法，探討圖像校正技術(shù)在急重癥患者腦血管CTA圖像后處理中的應(yīng)用價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 臨床資料

選取2019年1-7月在湖北民族大學(xué)附屬民大醫(yī)院接受腦血管CTA檢查的34例檢查過(guò)程中配合欠佳的急重癥患者，其中男性21例，女性13例；年齡28～91歲，平均年齡(60±12.58)歲；臨床診斷為急性自發(fā)性蛛網(wǎng)膜下腔出血10例，自發(fā)性顱內(nèi)出血5例，腦挫裂傷11例，急性腦梗死8例。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，所有患者均知情同意，并簽署知情同意書。

1.2 納入與排除標(biāo)準(zhǔn)

(1)納入標(biāo)準(zhǔn)：①臨床診斷或疑似腦血管性疾病需要進(jìn)行腦血管CTA檢查的患者；②CTA檢查過(guò)程中難以配合、不能處于標(biāo)準(zhǔn)體位或不能很好控制自主運(yùn)動(dòng)的患者。

(2)排除標(biāo)準(zhǔn)：①在檢查過(guò)程中可以處于標(biāo)準(zhǔn)體位；②明確提供碘對(duì)比劑過(guò)敏病史；③妊娠期婦女；④家屬不同意行CTA檢查的患者。

1.3 儀器設(shè)備

采用Definition AS+型128層螺旋CT(德國(guó)SIEMENS公司)。

1.4 原始數(shù)據(jù)采集

利用Definition AS+型128層螺旋CT進(jìn)行容積采集，掃描范圍包括第一頸椎至顱頂，從足至頭方向掃描。①掃描參數(shù)：管電壓為120 kV，管電流采用4D-dose技術(shù)自動(dòng)獲取，準(zhǔn)直器寬度為4 mm，螺距因子為1.2，旋轉(zhuǎn)速0.5 s；②薄層圖像重建參數(shù)：層厚0.6 mm，層間距0.4 mm，視野為220 mm×220 mm；③對(duì)比劑注射方案：應(yīng)用非離子碘對(duì)比劑(碘海醇30 g：100 ml)采用雙筒單流注射方式經(jīng)上肢靜脈注射，注射速率為5.0 ml/s，總量65 ml，其后用同樣的流速推注生理鹽水35 ml。掃描時(shí)機(jī)通過(guò)團(tuán)注對(duì)比劑峰值試驗(yàn)，觸發(fā)平面置于第三頸椎平面，閾值120 HU觸發(fā)掃描。

1.5 圖像后處理

數(shù)據(jù)采集完成后，將所有患者的薄層圖像傳入Difination AS+型128層CT的后處理工作站，分別采用直接去骨、角度糾正和圖像標(biāo)準(zhǔn)校正3種去骨方法進(jìn)行圖像后處理，并依據(jù)圖像后處理方法的不同將其分為對(duì)照組、角度糾正組和圖像標(biāo)準(zhǔn)校正組。

(1)對(duì)照組：直接采用原始薄層圖像進(jìn)行計(jì)算機(jī)自動(dòng)去骨，不作任何特殊處理。

(2)角度糾正組：將原始薄層圖像調(diào)入CT圖像瀏覽界面，根據(jù)患者頭部的偏移情況進(jìn)行角度旋轉(zhuǎn)，盡量恢復(fù)至解剖體位，然后重新保存圖像。

(3)圖像標(biāo)準(zhǔn)校正組：將原始薄層圖像調(diào)入CT圖像后處理界面，按照標(biāo)準(zhǔn)解剖體位通過(guò)徑線進(jìn)行校正，然后在標(biāo)準(zhǔn)矢狀面圖像上重新進(jìn)行橫斷面重組，層厚、層間距和視野保持不變。

將處理完成后的薄層圖像分別在聯(lián)影圖像后處理工作站(上海聯(lián)影醫(yī)療科技有限公司)上進(jìn)行血管計(jì)算機(jī)自動(dòng)去骨，對(duì)去骨后的CTA圖像進(jìn)行的后處理包括最大密度投影(maximum intensity projection，MIP)和容積再現(xiàn)(volume rendering，VR)。

1.6 評(píng)價(jià)指標(biāo)分析

評(píng)價(jià)指標(biāo)分析包括有無(wú)骨組織殘余、有無(wú)血管殘缺及是否影響診斷。圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為：①4分，VR與MIP像顯示清晰，無(wú)骨組織殘余，血管連續(xù)，邊緣光整；②3分，VR與MIP像顯示清晰，無(wú)明顯的骨組織殘余，血管連續(xù)，邊緣欠光整；③2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；④1分，VR與MIP像有大量骨組織殘余無(wú)法診斷，或血管有明顯的缺損無(wú)法診斷。取平均分作為最終評(píng)分，并在去骨操作的同時(shí)進(jìn)行去骨所用時(shí)間的統(tǒng)計(jì)。

薄層圖像角度糾正與標(biāo)準(zhǔn)校正由一名主管技師負(fù)責(zé)，圖像分析及質(zhì)量評(píng)分由兩名腦血管CTA診斷經(jīng)驗(yàn)超過(guò)5年的高年資診斷醫(yī)生完成，兩位評(píng)分意見(jiàn)不統(tǒng)一時(shí)，商量后共同決定。

1.7 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS22.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。所有數(shù)據(jù)采用Shapiro-Wilk進(jìn)行正態(tài)分布檢驗(yàn)，計(jì)量資料用平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差()表示，分類變量用頻數(shù)表示。采用方差分析比較3種去骨方法的用時(shí)和效果評(píng)分的差異，采用最小顯著性差異(least-significant difference，LSD)法進(jìn)行兩兩比較，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 三組圖像后處理方法去骨用時(shí)與去骨效果評(píng)分比較

經(jīng)方差齊性檢驗(yàn)，三組去骨用時(shí)和效果評(píng)分?jǐn)?shù)據(jù)滿足正態(tài)分布，三組圖像后處理方法的去骨用時(shí)和效果評(píng)分整體間比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=31.95，F(xiàn)=15.38；P＜0.05)，見(jiàn)表1。

表1 34例患者三組圖像后處理方法的去骨用時(shí)與去骨效果評(píng)分比較()

表1 34例患者三組圖像后處理方法的去骨用時(shí)與去骨效果評(píng)分比較()

表2 34例患者三組圖像后處理方法的去骨用時(shí)與去骨效果評(píng)分兩兩比較()

表2 34例患者三組圖像后處理方法的去骨用時(shí)與去骨效果評(píng)分兩兩比較()

注：表中*為對(duì)照組與角度糾正組比較；△為對(duì)照組與圖像標(biāo)準(zhǔn)校正組比較；☆為角度糾正組與圖像標(biāo)準(zhǔn)校正組比較

2.2 采用LSD法進(jìn)行三組間的兩兩比較

三組的去骨用時(shí)組間的兩兩比較中，對(duì)照組與角度糾正組之間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=1.95，P＞0.05)；對(duì)照組與圖像標(biāo)準(zhǔn)校正組之間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=7.69，P＜0.05)；角度糾正組與圖像標(biāo)準(zhǔn)校正組之間有顯著性差異(t=5.74，P＜0.05)。三組的效果評(píng)分組間的兩兩比較中，對(duì)照組與圖像角度糾正組之間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=-2.86，P＜0.05)；對(duì)照組與圖像標(biāo)準(zhǔn)校正組之間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=-5.55，P＜0.001)，角度糾正組與圖像標(biāo)準(zhǔn)校正組之間有顯著性差異(t=-2.69，P＜0.05)，見(jiàn)表2。

2.3 三組圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)

三組的圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)中角度糾正組與標(biāo)準(zhǔn)校正組之間有顯著性差異，圖像標(biāo)準(zhǔn)校正組VR和MIP圖像質(zhì)量評(píng)分最高，見(jiàn)圖1、圖2和圖3。

圖1 對(duì)照組VR和MIP圖像

圖2 角度糾正組VR和MIP圖像

3 討論

圖3 圖像標(biāo)準(zhǔn)校正組VR和MIP圖像

隨著我國(guó)人口老齡化及人們生活方式的改變，腦血管病變已成為我國(guó)死亡原因排名第二的病因[6]。在腦血管疾病的診斷中，CTA、磁共振血管造影(magnetic resonance angiography，MRA)和數(shù)字減影血管造影(digital subtraction angiography，DSA)各有其優(yōu)點(diǎn)和不足[7]。MRA成像速度較慢，對(duì)患者配合的要求極高，不適宜急重癥患者的檢查[8]。DSA一直是血管性疾病診斷的“金標(biāo)準(zhǔn)”，但其操作復(fù)雜、有創(chuàng)且檢查費(fèi)用昂貴，一般用于治療血管疾病的手段或血管性疾病的最終確診，不作為疾病的篩查和常規(guī)診斷的常用技術(shù)[9-10]。CTA可以快速成像、三維多方位顯示血管其診斷價(jià)值逐漸提高，可以滿足臨床各類患者腦血管檢查的需求，已經(jīng)成為血管性疾病最常用的檢查手段，尤其是急重癥患者腦血管檢查的首選檢查方法[11-12]。

隨著MSCT的快速發(fā)展，腦血管CTA技術(shù)也得到了不斷的革新與進(jìn)步，其輻射劑量、對(duì)比劑用量都不斷降低，在滿足臨床診斷需求的前提下降低了患者的損傷與風(fēng)險(xiǎn)。圖像后處理技術(shù)的發(fā)展也促進(jìn)了診斷價(jià)值的提高，后處理圖像的高質(zhì)量確保了CTA的診斷高價(jià)值[12]。

近年來(lái)，在腦血管CTA圖像后處理的研究中，以減影去骨技術(shù)為代表的骨骼去除技術(shù)極大提高了腦血管CTA圖像后處理的速度和質(zhì)量。減影去骨技術(shù)與DSA技術(shù)基本一致，對(duì)頭部進(jìn)行平掃后保持掃描參數(shù)及位置不變后行增強(qiáng)掃描，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[13]。通常認(rèn)為，減影去骨技術(shù)的去骨效果明顯優(yōu)于計(jì)算機(jī)自動(dòng)去骨技術(shù)，其已經(jīng)成為腦血管CTA圖像后處理的首選去骨方法[14-15]。

臨床中，當(dāng)患者配合欠佳出現(xiàn)體位移動(dòng)的情況，使其減影去骨技術(shù)無(wú)法進(jìn)行，只能采用計(jì)算機(jī)自動(dòng)去骨技術(shù)。在本研究的34例患者中，僅有8例患者減影去骨成功，且效果好壞不一。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，如何提高其質(zhì)量成為難點(diǎn)。

本研究采用不同的腦血管CTA后處理技術(shù)，首先對(duì)原始圖像進(jìn)行校正，然后再進(jìn)行自動(dòng)去骨后處理。過(guò)程中，分別對(duì)原始圖像進(jìn)行角度糾正與標(biāo)準(zhǔn)校正。角度糾正技術(shù)是一種簡(jiǎn)單的圖像幾何方位調(diào)整的方法，在以往的設(shè)備中只能對(duì)圖像進(jìn)行90°、180°和270°的旋轉(zhuǎn)。隨著腦血管CTA后處理技術(shù)的發(fā)展，目前許多設(shè)備都已經(jīng)支持任意角度的圖像旋轉(zhuǎn)，這給圖像處理帶來(lái)了很大的便利。但其缺點(diǎn)是只能糾正患者在左右方向上的偏移，而不能矯正上下方向的移動(dòng)。圖像標(biāo)準(zhǔn)校正的基礎(chǔ)與實(shí)質(zhì)是圖像重組。圖像重組是基于橫斷面圖像數(shù)據(jù)重新構(gòu)建圖像的處理方法，最常用的是多平面重組(multi-planar reconstruction，MPR)。MPR是指把掃描重建后以像素為單位的二維橫斷面圖像，重組成以體素為單位的三維數(shù)據(jù)，再以冠狀面、矢狀面、橫斷面或斜面截取三維數(shù)據(jù)，得到重組的二維圖像的方法。在本研究中，利用原本體位不正的橫斷面圖像重組三維數(shù)據(jù)，然后經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)徑線校正獲得標(biāo)準(zhǔn)冠狀面和矢狀面，再以標(biāo)準(zhǔn)矢狀面作為參考平面截取三維數(shù)據(jù)獲得新的標(biāo)準(zhǔn)橫斷面圖像，即圖像標(biāo)準(zhǔn)校正技術(shù)。兩種方法的目的均期望校正患者的體位不正，以使圖像更適宜處理軟件的標(biāo)準(zhǔn)去骨模型，達(dá)到更好的去骨效果。本研究結(jié)果表明，角度糾正技術(shù)與圖像標(biāo)準(zhǔn)校正技術(shù)均可以提高去骨質(zhì)量，且圖像標(biāo)準(zhǔn)校正技術(shù)優(yōu)于角度糾正技術(shù)。

4 結(jié)論

臨床診斷中，對(duì)于檢查中不能很好配合的特殊患者，在腦血管CTA圖像后處理過(guò)程中，對(duì)薄層圖像進(jìn)行角度糾正或者標(biāo)準(zhǔn)校正后再進(jìn)行計(jì)算機(jī)自動(dòng)去骨處理，均有助于提高后處理圖像質(zhì)量，而圖像標(biāo)準(zhǔn)校正技術(shù)相較于角度糾正技術(shù)對(duì)圖像質(zhì)量提高更加明顯，具有較好的臨床實(shí)用價(jià)值。