內蒙古醫科大學附屬醫院放療科閆文明
安永平、孫麗華綜述 閆文明（審校）
《中華實用醫藥雜誌》2007年第1卷第1期：33-36
[摘要] 利用螺旋CT對靶血管在內的受檢層面進行連續不間斷的薄層立體容積掃描，然後運用計算機進行影象後處理，最後使靶血管立體顯示的血管成像技術。CTA是螺旋CT的一項特殊應用，臨床實踐表明，合理應用CTA能提供與常規血管造影相近的診斷資訊，而且具有掃描時間短，併發症發病率低等優勢。
[關鍵詞]；螺旋CT；血管成像；X線計算機
[中圖分類號] R814.3、 R814.42 [文章標識碼] B [論文編號]
CT血管造影（簡稱CTA）是指經靜脈注入對比劑後，利用螺旋CT對靶血管在內的受檢層面進行連續不間斷的薄層立體容積掃描，然後運用計算機進行影象後處理，最後使靶血管立體顯示的血管成像技術[1]。CTA是螺旋CT的一項特殊應用，臨床實踐表明，合理應用CTA能提供與常規血管造影相近的診斷資訊，而且具有掃描時間短，併發症發病率低等優勢。但是要想把CTA靈活應用到臨床各種疾病的診斷中去，就需要對螺旋CT的基礎知識，碘對比劑的最佳應用方式和計算機三維成像技術有較全面的認識[2]，現綜述如下：
一、CTA的應用技術
1，成像範圍的選擇 CTA的成像範圍取決於我們所要觀察的解剖部位以及所要解決的臨床診斷問題。先在我們預先設定好成像範圍進行軸位掃描，以此來確定CTA的起點和終點，然而就診斷而言，CTA所覆蓋的範圍愈大愈好。為了能更好地反應病變的部位和提高臨床診斷率，同時也要選擇合適的成像引數。
2，成像引數的選擇 螺旋CT的掃描體積（V）=掃描層厚（SW）×螺距（pitch）×連續掃描時間（ST）[3]，因此層厚和螺距是我們選擇的兩個重要引數。螺距為球管旋轉3600時床動的距離與準直器寬度之比。掃描層厚愈大，同一掃描時間內的覆蓋容積越大，但是空間解析度卻下降；掃描層厚愈小，空間解析度越高，同一掃描時間內的覆蓋容積越小。顱內CTA要顯示較細小的血管，故空間解析度越高越好，用1mm的層厚較為合適。腹部血管較粗大，又要求覆蓋容積儘量大，5mm掃描層厚的空間解析度可滿足要求，而且能覆蓋較大的容積。螺距越大，同一時間內掃描覆蓋容積越大，但是資訊總量則減少，故影象解析度降低；反之螺距越小資訊總量明顯增加，影象解析度也增加。螺距在顱腦血管和腎動脈CTA以1.0為最好，在腹部則以1.5--2.0為宜。CTA大部分以30秒掃描時間為一個掃描間期，究其原因有以下兩點；（1）胸腹CTA均需屏氣掃描，大部分病員屏氣難以超過30秒；（2）在球管電流一定的情況下額定的球管熱容量不允許過長的連續曝光。在掃描條件一定的情況下，掃描視野（field of view;FOV)越小，空間解析度越大，故而CTA要把FOV控制在允許的最小範圍內。
3，對比劑的運用 靜脈對比劑的恰當使用是CTA成功的另一個重要因素。由於要控制給藥速度、藥量以及從開始給藥到掃描的延遲時間，高壓注射器是必備的裝置。要使靶血管在掃描時處於最佳強化狀態，無關靜脈和實質器官對靶血管的影響降到最小程度，關鍵是bolus強化過程要同受檢者的血液動力學相匹配。由於個體差異，必須先測定迴圈時間，由於根據心率和/或血壓以及不同對比劑推算的近似值很不精確，可使約40%的血管達不到最佳強化。具體操作方法如下：以5ml/s的速度從前臂靜脈注射碘對比劑20ml,在bolus後8--30秒間，於預定測試點進行每兩秒一次的軸位螺旋掃描，然後據此畫出一條時間密度曲線。根據這個曲線以確定螺旋掃描時bolus注射對比劑後延遲掃描的時間。
4，掃描後的原始資料的計算機後處理（CTA的重建） 掃描完畢後，把原始資料送入計算機工作站，進行CTA的後處理，為了降低部分容積效應的影響，提高細小血管的檢出率，並使三維影象更加平滑，要將掃描資料以33%的重疊重建成橫斷影象。通過螺旋CT連續容積掃描模式獲得容積資料，經過三維工作站可將原始資料進行多種方式的重建（MIP，SSD，VR，CPR）血管可在任何水平和方向上重建。
目前，臨床上CTA的顯示方法大致有三種：遮蔽表面顯示（shaded surface disply;SSD）、 最強訊號投影（maximum intensity projection;MIP）和斜（曲）面合成（oblique or curve planar reformation）。（1）對於大多數病例而言，SSD可直接從重建影象中合成，而不必對原始資料進行編輯。SSD的合成首先要設定一個域值，刪除那些高於及低於這個域值的象素，所有剩餘的象素經計算機處理合成一個面對某方向光源的表現像。這種表面反射像以灰階編碼。SSD可顯示血管的微小結構，對血管重疊區域的描述有很大價值。由於選擇單一域值，鈣化斑不能與血管腔內的對比劑區分，由於部分容積效應使狹窄部位象素的CT值低於域值時，血管的狹窄會被錯誤的顯示為不連續。（2）MIP影象與DSA、常規血管造影相仿。由於高密度結構如骨和鈣化密度高於含對比劑的血管，MIP影象上可以和血管區別。充盈對比劑的血管和周圍組織對比明顯，可顯示血管狹窄的程度、潰瘍和斑塊。但有時嚴重的鈣化可以掩蓋狹窄的管腔。MIP是用最大值做編碼從某一設定方向對容積資料進行每一投射束的投影，合成一楨投影影象，一楨單獨的MIP影象並不能提供三維效果，可以沿某一軸轉動，每隔若干角度做一楨MIP影象，來獲得多個不同角度的投影影象，這樣就能表達三維關係。也可以把這些影象依次在熒光屏上以電影形式顯示出來，動態觀察三維關係。由於影象灰階是根據X線衰減值來編碼的 ，所以在SSD影象中因域值編碼造成的侷限性在MIP影象中不會存在。血管壁上的鈣化斑能清楚的與血管內對比劑區分開來。MIP影象的侷限性是在血管重疊區，這時更高密度的血管會掩蓋相對低密度的血管。在MIP之前，對原始影象進行編輯對提高MIP的影象質量很有幫助。（3）斜（曲）面合成影象是在斷層像上設定一條直或曲線，沿這條直（曲）線合成一楨一個象素厚的與原斷層像垂直的斜（曲）面影象。這種影象主要用來從縱軸觀察靶血管的形態與走行。它是MIP和SSD技術的補充，它可顯示扭曲的血管。但是，斜（曲）面合成在很大程度上依賴於操作者的水平，存在人為的誤差，如斜（曲）面選擇不準確，或病變被掩蓋，或產生假陽性結果。
二、CTA的臨床應用
1，腹部：
（1）腹主動脈：CTA適用於腹主動脈的動脈瘤的術前評價，它可以確定動脈瘤的大小以及累及的範圍，受累的動脈分支以及受累動脈的狹窄程度。CTA可以做不同角度的投影，故對於觀察腎旁及腎上動脈瘤的瘤頸以及與周圍的複雜關係優於常規血管造影。對於主動脈夾層，可勾畫出主動脈分支的受累和假腔對真腔的壓迫。
（2）腸繫膜動脈：CTA在顯示腹腔動脈和腸繫膜上動脈狹窄方面已被常規血管造影所證實，還可清楚顯示其側枝旁路血管。
（3）腎動脈：CTA能準確檢出並顯示腎動脈的狹窄部位，且其狹窄分級與常規血管造影基本相符，在重建方法上MIP優於SSD。腎動脈狹窄後的擴張，造影后腎臟大小和密度的異常增加CTA的特異性，這充分說明血管狹窄以大於70%，並已產生有意義的血液動力學改變。
（4）血管內金屬支架：CTA可很好地顯示血管內支架及其移植物。MIP-CTA能觀察支架與主動脈分支血管的關係，但是無法顯示支架的內腔，其原因為內腔被金屬支架的高密度所掩蓋而模糊不清。用SSD-CTA觀察金屬支架受到限制，SSD只能顯示被支架撐粗的血管外形。斜（曲）面斷層像可從支架長軸作斷層，故被認為是評價金屬支架內部情況，有無內壁增生和支架變形的很有價值的方法。同常規血管造影相比，CTA能更清晰的顯示支架移植物的脫落、移植物周圍對比劑的洩露。
2，肺部：
（1）肺栓塞：與常規血管造影一樣，肺迴圈CTA可直接顯示肺血管腔內血栓，表現為完全或部分充盈缺損，鐵軌徵等。有文獻證實CTA對中央動脈疾病和肺動脈段顯示的準確性都優於MRI和常規血管造影。
（2）肺動脈瘤：CTA對本病的診斷率頗高，表現為當中央肺動脈強化一致的圓形肺腫塊影，它除了能準確定位外，尚能提供許多術前特別是栓塞前十分重要的資訊，因為超選擇栓塞肺動脈瘤前必須準確顯示供血動脈[4]，而三維SSD及MIP均有助於顯示動脈瘤大小、形態、數目、有無血栓形成及栓塞前供血動脈內徑的測量[5]，因此CTA是肺動脈瘤術前必不可少的成像方式。
（3）螺旋CT對外周肺血管的評價：螺旋CT已廣泛應用於瀰漫性肺疾病的評價，但對微小結節及小葉中心病灶的評價仍有侷限性。滑動薄層塊MIP是一種較理想的技術 ①可顯示比各自薄層斷面更長的亞毫米血管。②MIP計演算法使對比解析度加強。③背景均值維持在較低水平。④不注射對比劑，背景無強化。
（4）滑動薄層塊MIP的另一個臨床應用是不增強而顯示肺內微小動靜脈瘻[16]。
（5）先天性肺疾病：CTA在顯示先天性肺血管畸形方面亦有一定的診斷價值，為先天性肺血管畸形的治療提供可靠的臨床依據。
3，肝臟：肝臟CTA能明確顯示肝腫瘤血管，對肝動脈受侵可提供形態學診斷依據。通常對肝癌和肝血管瘤能予以區分。
4，腎臟：腎動脈主幹能經CTA滿意顯示，但腎實質內細小動脈分支的顯示不滿意。
5，顱腦：
（1）頸內動脈：CTA的準確性取決於運用影象處理技術對鈣化斑的補償，因為在大多數動脈中鈣化斑與狹窄密切相關。自動區域增長技術在SSD中用來消除鈣化斑以更清晰地顯示血管狹窄部位和程度。有文獻報道，在無分解的MIP-CTA中，原始軸點陣圖像的分析對準確判斷血管狹窄的級別很有意義。另有報道稱，如果對比劑的用量和流速選擇不當，掃描層厚過寬（5mm），又沒有鈣化補償方法，常規血管造影與CTA之間的符合率僅有50%。以上結果表明CTA的成像技術運用對獲得高質量影象從而提高診斷準確率有著舉足輕重的作用。
AVA軟體重建血管是一個智慧血管分析軟體，是MIP與多方位的曲面重建相結合的重建方法，MIP影象可以觀察整體血管的輪廓，但不能顯示狹窄與周圍骨質及動脈硬化斑塊的關係；將迂曲的血管變成直線血管的影象，同時給出對應的血管內徑曲線，可以顯示狹窄部位，可在此影象上選擇參考血管，狹窄段的起始端，軟體會自動找出狹窄最嚴重的部位，多方位重建影象可以從各個方向觀察狹窄，在血管走行方向垂直的狹窄斷面圖像上，自動計算狹窄處的面積，使狹窄程度的計算更準確。
VR技術以域值技術為基礎，計算機將選定域值範圍內的體素重構成影象。當有鈣化和骨質影響時，VR不能滿意顯示血管，如血管鈣化，其周圍的狹窄顯示不滿意，骨質密度較高，在骨質與血管接近的部位，如顱底周圍的頸內動脈，橫突孔周圍的椎動脈，受部分容積效應的影響，骨質與血管不能分離，相應部位的血管顯示受影響。VR技術另一個侷限性是與重建者的技術有關，域值選擇不當，會刪除小血管，誇大血管狹窄程度或明顯狹窄的血管顯示不滿意。
（2）顱內血管：初步研究表明CTA可用於評價Willis環和椎基動脈系統，用來顯示動脈瘤、狹窄和先天異常。對顱內較細小的動脈顯示，應用1mm掃描層厚，亞毫米的重建間隔。對近顱底的某些動脈分支，三維重建之前應先刪除骨結構。滑動薄層MIP對觀察顱內血管是一種優秀的方法。
據國外文獻報道，用亞秒螺旋CT、3D―SSD重建技術已成功地顯示出顱內外全程椎―基底動脈。這將為螺旋CTA對頸動脈及椎動脈狹窄的影像診斷提供更為廣闊的前景。
三、討論
研究結果表明，CTA可以清楚地顯示主動脈、椎動脈、腎動脈、下腔靜脈、頸總動脈、頸內動脈、頸外動脈主幹；大腦動脈、肺動脈、肺靜脈、腹腔動脈及股動脈的主幹和它們的1―3級分支；門靜脈系統（包括腸繫膜上靜脈、脾靜脈、門靜脈主幹及1―3級分支和3支肝靜脈和它們的1―3級分支）。CTA可靠性好，與常規血管造影符合率高。CTA顯示血管的情況除與螺旋CT本身的效能有關外，主要與被測血管腔內對比劑濃度，掃描條件及血管重建方法有關。（1）血管腔內對比劑濃度則與對比劑的種類、碘含量、注入總量、流速、掃描延遲時間、注入對比劑的部位及病人迴圈狀況有關。（2）掃描方向與血流方向一致，如掃描胸腹主動脈應從頭側向足側掃描，掃描門靜脈和肝靜脈應從足側向頭側，最大限度的利用血管內對比劑增強的高峰期。
隨著螺旋CT的問世和CTA技術的不斷髮展和完善，CTA已廣泛應用於各臨床學科，尤其在頸動脈和椎基底動脈方面的應用尤為突出，究其原因如下：腦血管病是當今人類三大死亡原因之一。大量臨床報道顯示顱外段頸動脈狹窄與缺血性腦血管病密切相關，頸動脈內膜血栓或硬化斑塊脫落可引起短暫性腦缺血發作（TIA）及腦卒中的臨床症狀。頸動脈狹窄程度>70%即為重度狹窄，應考慮行預防性頸動脈內膜切除術[6-8]。以往對頸動脈狹窄的診斷主要依靠DSA，近年來，無創性或微創性的影像學檢查如DUS、MRA、CTA等開創了頸部血管的新方法，在及早發現、監測頸動脈狹窄及術後隨訪方面應用日益廣泛。
然而，CTA與常規血管造影相比各有其優缺點，一直以來DSA無疑是評價狹窄的金標準，但其有2%~3%的危險性[9]，可能的併發症為插管造成的血管痙攣，動脈硬化斑塊脫落等。CTA技術不需要經動脈插管，對無明顯症狀的患者以及高齡患者更易接受。而SCTA的優點是能顯示血管壁鈣化、附壁血栓，並結合橫斷面及多平面重建影象更清楚地顯示管腔、管壁和臨近組織；還可進行三維成像，更加逼真地顯示血管病變立體形態及其與周圍結構關係；檢查方法簡單易行，無創傷性，檢查時間較DSA短，且費用相對低。SCTA的缺點是當欲檢查的血管範圍較大，在對比劑總量和球管容量具有一定限制條件下，只能增加層厚和螺距進行掃描，其結果是信噪比和解析度下降。大量事實說明，對大血管的病變，SCTA可作為首選方法之一，可以替代DSA檢查。
參 考 文 獻
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