实用CT血管成像技术
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第三节 减影技术

对于与骨性结构紧密相贴的血管成像,如颈内动脉虹吸部、椎动脉等,无论利用自动还是手动分割方法都很难将血管从骨性管道中提取出来单独显示。有学者提出在CT血管成像中利用数字减影血管造影(DSA)的原理将增强CT图像中的骨性结构去除,只留下含对比剂的血管像,这种方式称为减影。目前,CT血管减影技术包括时间减影和能量减影两种方式。
一、时间减影法
时间减影法的原理是先行一次平扫作为“蒙片”,注射碘对比剂后再行增强扫描,将前后两次扫描所得数据匹配后进行数字化减影,从而获得去除骨性结构的血管影像(图3-3-1)。CT扫描时,除了为降低患者辐射剂量平扫采用低剂量条件外,前后两次其余的扫描和重建参数应完全一致,且扫描过程中被检者体位应保持一致。这种时间减影方法,自动化程度高,去骨效果较好。但也存在辐射剂量增加、患者位移导致匹配失败等问题。此外,在减影去骨的同时,也减去了钙化、动脉瘤夹等在平扫就已经存在的钙化、动脉瘤夹及支架等高密度结构,可能会引起诊断上的误判。
图3-3-1 时间减影法原理图
对于较宽探测器的CT设备,注射碘对比剂后,采用不移床的连续轴扫或检查床来回穿梭的螺旋扫描,从而可以获得该探测器 z轴覆盖范围内从动脉至静脉的多期相血管影像,各期图像分别与平扫减影后,得到去骨的血管动态影像,更类似于DSA时间减影技术中的脉冲方式。这种CTA技术,不仅可以得到纯动脉期、纯静脉期的血管形态学信息,而且还可以提供血流动力学和局部组织灌注参数等功能性信息,也就是通常所说的CT血管动态成像或CT容积灌注成像。
二、能量减影法
能量减影是基于物质在不同X线能量下的衰减系数不同的原理,在注射碘对比剂后利用两种不同管电压(如低压80kVp和高压140kVp)进行扫描,通过探测物质衰减值的变化差异(图3-3-2),特异地识别出在单能量时同为高密度的碘和钙,并自动分离含钙的骨骼与含碘的血管,最终得到去骨的血管影像(图3-3-3),因此又称为双能量减影技术。目前,实现CT双能量成像方法主要有两种:一种是双X线管分别利用高低电压同时扫描,另一种单X线管瞬时切换高低电压扫描。与时间减影法相比,CT血管成像中利用双能量减影技术的优势为:患者辐射剂量减少,对患者位移相对不敏感,精确去钙化斑块等。但也存在去骨效果相对稍差的问题。
图3-3-2 碘与钙的物质衰减曲线图
图3-3-3 双能量减影血管成像
A.含钙的骨骼与斑块识别为粉红色,含碘的血管识别为蓝色;B.弓上动脉双能量减影成像
此前两节所述血管成像的分割和减影技术,目的是去除不相关的组织结构,凸显感兴趣的靶血管,重点在于如何消除同为高密度的骨性结构对血管显示的干扰。但实际运用中,并不是去骨越彻底越好,有时也需要保留骨骼,作为空间定位的解剖标志。有时甚至将原始的平面图像融入立体的血管图像中,相互作为参考定位。因此,各种分割和减影技术应相互结合,灵活运用。
(陈 伟)