安静

临淄区人民医院 CT室，山东 淄博 255400

CT血管造影图像后处理技术

安静

临淄区人民医院 CT室，山东 淄博 255400

0 前言

脑血管病又称脑血管意外、脑中风或脑卒中，是由脑部血液循环障碍导致的以局部神经功能缺失为特征的一组疾病。根据其病理变化分为出血性和缺血性脑血管病两类。通常突然起病，以头痛、呕吐、昏迷、短时间内肢体活动障碍为特征的脑出血易被发现，但头痛症状较轻的蛛网膜下腔出血极易被忽视，这种情况下头颅CT扫描对于发现和诊断蛛网膜下腔出血具有重要价值。

CT血管造影（CT Angiography，CTA）对于脑动脉瘤的发现和诊断有一定的优势。CTA是采用CT增强扫描，利用三维重建技术显示颅内血管的一种新的检查手段[1-3]。近年来，CTA成为诊断蛛网膜下腔出血病人是否存在颅内动脉瘤的首选方法。CTA与多层螺旋CT结合，能更好地显示动脉内血栓及其梗死范围，在判断动脉近端或远端闭塞，选择动脉内溶栓抑或静脉溶栓方面有重要的参考价值。多层CT能显示颈内动脉和椎动脉的整个行程，包括颅内段和颅外段，还能显示侧支循环；另外还可模拟开颅手术并从手术野观察动脉瘤的指向、瘤颈的位置、动脉瘤与邻近血管及颅底骨的空间关系，为外科手术治疗提供很好的治疗方案[4-6]。

1 基于64排螺旋CT的CTA扫描方法

应用64排螺旋CT扫描机，先常规行颅脑平扫，再行小剂量造影剂试验，描绘出时间－密度曲线，并通过时间-密度曲线确定最佳延迟扫描时间，再行CTA检查。CTA扫描线平行于听眦线，从颅底向颅顶扫描；在肘静脉建立通道，经高压注射器注入80～100 mL碘对比剂，注射速度为3.0 mL/s；延迟扫描时间为13～22 s，扫描条件为120 kV，280 mA，扫描层厚1.25 mm，连续扫描采集；重建间隔0.625 mm，输入原始数据后，在Philipsworkstation工作站上进行后处理重建。图像后处理重建技术包括容积再现（Volume Rendering，VR），最大密度投影法（Maximum Intensity Projection，MIP）及表面遮盖显示法（Surface Shaded Displace，SSD）。

对于原发性蛛网膜下腔出血，高度怀疑为颅内动脉瘤或动静脉畸形的患者，传统方法是行脑血管造影（DSA）检查，其结果也作为其他检查的金标准。多层螺旋CT血管造影（Multislice CT Angiography，MSCTA）成像技术是新发展起来的无创技术，其提供的三维重建图像可以多方位观察血管、肿瘤及病变周围血管情况，提供血管内外的影像信息，显示血管与邻近结构的关系；显示出动静脉畸形的主要供血动脉与引流静脉，基本满足临床需求，有助于手术及放射治疗计划的制定。因此有学者认为，MSCTA可作为血管性病变，特别是动脉瘤筛选的首选方法，其在诊断动脉瘤方面可以替代DSA。下面介绍几种CTA图像后处理技术的概念及特点。

2 CTA图像后处理技术

（1）多层面重建（Multiplanar Reconstruction，MPR）是利用计算机将感兴趣区各个不同层面的像素重新排列的技术，能连续组合各个层面的图像，获得同直接影像一样的高精度矢、冠状位图像和随意角度的断面图像，真实再现病变部位的全貌。

（2）最小密度投影法（Minimum Intensity Projection，MinIP）是一种简单形式的容积显示技术，是在螺旋CT采集的原始容积数据基础上，将所选取容积中最低衰减体素投影成二维图像，即仅计算穿过所选取扫描部位每条射线上最低密度像素而投影产生图像的技术，该技术仅显示10%的原始数据。MinIP可分辨支气管内纯气体与肺实质之间50～150 HU的轻微密度差异，这就是4级以下支气管仍能在MinIP上得以显示的原因。由于纵隔实质结构显著高于肺实质密度，因而这种周围结构的良好天然对比使MinIP在显示中央气道时明显优于单纯的横断位CT图像，但目前在显示周围支气管方面仍很局限。在胸部影像诊断中，MinIP还是一种集检测、定位及定量磨玻璃样密度和线样密度最理想的图像后处理技术，因而也常应用于肺气肿、间质性肺炎等弥漫性肺疾病中。MinIP在肺部的应用主要是由于它能直接屏蔽肺血管和肺裂等高密度结构，同时能在均匀的正常肺组织背景中突出肺内更低密度区而获得很高的对比度。

（3）容积再现（Volume Rendering，VR）是使假定的投射线从给定的角度上穿过扫描容积，对容积内的像素信息作综合显示的技术。需结合深度、遮蔽表面显示技术、旋转技术及适当的信号强度切割技术共同施行，是目前最接近常规血管造影最高级别的三维显示方法。其原理是利用计算机计算出每个像素内各种物质的百分比，并且显示物质为不同的灰度，在重建图像表现为不同的亮度；可赋予影像不同的伪彩与透明度，给出近似真实的三维结构的感觉。该方式在重建中丢失的数据信息很少，可更好地显示解剖结构的空间关系，突出显示血管与周围组织的关系，可显示血管三维立体结构，对管腔内病变更加敏感。VR技术利用了CT机所采集的全部数据，具有明显的技术优势，图像显示方面具有检查方法简单、无创伤、检查时间短，无血管损伤及卒中的危险，可很好地显示钙化，不受金属夹限制，空间定位准确等优点；同时能透过骨骼，不阻挡血管结构的显示，具有良好的解剖参照标志，能显示重叠血管，鉴别血管管腔结构等。

（3）最大密度投影（Maximum Intensity Projection，MIP），有时又称为“最大亮度投影”，是在可视化平面之上投射三维空间数据的一种计算机可视化方法，是最常用并最具诊断价值的一种方法。通过计算沿着穿过被扫描物体的每条射线上所遇到的最大像素强度产生图像，因而能较好地显示细小血管及血管壁钙化，重建出类似脑血管造影（DSA）的图像，但其图像的产生依赖计算机的不同计算模式，仍无法鉴别密度值近似的骨组织和血管影像之间的不同。该技术可以同时显示双侧颈内动脉及基底动脉及其分支，可以从不同角度进行投影，不仅能显示动脉瘤本身，还能显示钙化。其中，沿着从视点到投影平面的平行光线，各个体素密度值所呈现的亮度将以某种方式加以衰减，并且最终在投影平面上呈现亮度最大的体素。

（4）表面遮盖法（Surface Shaded Displace，SSD）是通过计算机被扫描物表面所有相关像素数学模式的方法产生图像的技术，当设定某一CT阈值后可较好地显示感兴趣区内血管的三维空间结构，但其信息的采集受部分容积效应和小血管造影充盈不均匀的影响，因而对血管腔和动脉瘤内径地测量不准确，不能显示血管壁钙化和细小血管。其优势是立体感强，病变与颅底骨二维重建可同时显示，故可明确病变与颅底骨的立体解剖关系，对于手术方案的确定有很大帮助。但SSD显示动脉瘤的形态、大小对重建前阈值的选择依赖性较强，常常因为不恰当的阈值选择而不能正确显示动脉瘤的形态和大小。

（5）仿真内窥镜法（Virtual Endoscopy，VE）是在螺旋CT连续扫描获得的容积数据基础上，通过调整CT值阈值及透明度，使不需要观察的组织透明度变为100%，从而消除其影响，使需要观察的组织透明度变为0，保留其图像，再通过调节人工伪彩色，即可获得类似纤维内窥镜观察的仿真图像。该技术利用远景投影软件功能调整视屏距、物屏距、视角、透视方向及灯光，以管道内腔为中心，不断缩短物屏距（调整Z轴），产生出目标物体不断靠近观察者的、放大的多幅图像，可达到电影回放速度，产生类似纤维内窥镜进动和转向观察效果的动态重建图像。

3 CTA成像方法差异及与DSA的比较

与DSA相比，CTA的优势在于：① 无创，患者只需通过手臂静脉注入造影剂，通过螺旋CT扫描即可完成检查，无任何痛苦；② 成像快，CTA检查准备好后，注药到扫描完成的时间＜1 min，对于有些躁动患者，给镇静药后也能进行检查；③ 图像清晰、准确可靠，CT扫描完成后可通过计算机三维技术重建3D图像，从不同角度显示动脉瘤，反映动脉瘤的所有特征，包括动脉瘤颈、动脉瘤囊、瘤壁钙化和血栓形成等[7-8]。

[1] 陈小飞,张为艳,王建红,等．CT血管成像对急性缺血性小卒中患者复发风险的预测价值[J]．中西医结合心脑血管病杂志, 2013,11(7):818-820．

[2] 郑勇．CTA(双源)与冠脉造影诊断冠心病对比分析[J]．中西医结合心脑血管病杂志,2013,11(9):1130-1131．

[3] 史恒瑞,赵建民．64排螺旋CT血管造影技术在主动脉夹层诊断中的价值[J]．中国实用医刊,2013,40(17):93-94．

[4] 任春慧,姜华,李强,等．64排螺旋CT脑成像在诊断脑血管畸形中的应用价值[J]．中国医疗设备,2013,28(6):159-161,150．

[5] 毕阳,马于平．64排螺旋CT图像后处理在急性阑尾炎诊断中的价值探讨[J]．中外医学研究,2012,10(20):53-53．

[6] 楚延清,吴慧．64排螺旋CT冠状动脉成像对心肌桥的诊断价值[J]．中国现代医生,2012,50(20):144-145．

[7] 杨天富,何华．多层螺旋CT血管造影在诊断颈动脉狭窄疾病中的临床应用[J]．中外健康文摘,2012,9(20):28-29．

[8] 段惠新,闫林,张晓燕．MSCTA在颅内动脉瘤中的应用[J]．中外健康文摘,2012,9(6):37-38．

Image Processing Technology of CT Angiography

AN Jing
CT Room, Linzi District People’s Hospital, Zibo Shandong 255400, China

本文阐述了多层面重建法（MPR）、最小密度投影法（MinIP）、容积再现（VR）、最大密度投影（MIP）、仿真内窥镜法（VE）、表面遮盖法（SSD）等CT血管造影（CTA）方法的概念及技术特点，并通过与脑血管造影（DSA）检查进行比较，探讨了CTA的优势。

CT血管造影；64排螺旋CT；脑血管造影；图像重建

This paper introduces the concepts and characteristics of various image processing technologies of CT angiography (CTA) including multiplanar reconstruction (MPR), minimum intensity projection (MinIP), volume rendering (VR), maximum intensity projection (MIP), virtual endoscopy (VE), Surface Shaded Displace (SSD). Then discusses the advantages of CTA by comparing CTA with digital subtraction angiography (DSA).

CT angiography; 64-slice spiral CT; digital subtraction angiography; image reconstruction

R814.43

C

10.3969/j.issn.1674-1633.2014.05.026

1674-1633(2014)05-0080-02

2014-3-21

本文作者：安静，主治医师。

作者邮箱：wyzq8888@126．com