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基于CTA重建的数字化三维模型在子宫动静脉畸形中的应用(附1例报告)

来源:二三娱乐
出丕医垫呈Q!至生筮12鲞箜笪塑基于CTA重建的数字化三维模型在子宫动静脉畸形中的应用(附1例报告)夏红1。易建华2,杨丽3,徐燕3。何援利1(1南方医科大学珠江医院,广州510280;2中山大学附属一院黄埔院区,3广州市番禺中心医院)摘要:目的探讨基于螺旋CT血管成像(CTA)重建的数字化三维模型在子宫动静脉畸形(uAVM)中的应用价值。方法选择l例UAVM患者的64排螺旋CT检查数据,利用腹部医学图像可视化系统MI一3DVS进行三维重建,重建模型导入FreeFo咖软件进行分析。结果重建出uAVM患者的肾脏、输尿管、膀胱、骨盆、子宫、髂总动脉、髂内动脉、髂外动脉及其分支等数字化三维模型,清晰地显示UAVM的畸形血管团位置、大小、供血动脉和引流静脉的立体空间关系。结论基于cTA重建的数字化三维模型可为uAVM诊治提供清晰及立体的影像资料,为开展数字化解剖学提供可视化教学平台。关键词:子宫动静脉畸形;体层摄影,x线计算机;三维重建;血管成像中图分类号:R711.74文献标志码:B文章编号:1002-266x(2012)45JD078_03子宫动静脉畸形(uAVM)是一种罕见疾病,主要特征是子宫动脉与静脉间直接交通,是导致阴道大出血少见而严重的原因之一…。数字减影血管造影(DsA)是诊断uAVM的金标准,但它是侵入性操作,费用昂贵,当确定栓塞时方推荐使用。螺旋cT血管成像(CTA)是一种发展较快的非创伤性血管成像技术,具有创伤小、速度快、价格低、三维图像可从任意角度进行观察等优点,是当前研究的热点旧1。目前,基于cTA的数字化研究多集中在脑血管旧1、心脏血管Ho及肝血管"1等方面,其在妇产科中的应用尚属起步阶段,在UAVM中的应用国内未见报道。2011年,我们选择1例uAVM患者的64排螺旋CT影像资料,利用腹部医学图像可视化系统MI一3DVS及FreeFo珊软件成功构建UAVM的数字化三维模型,旨在探讨该模型在UAVM中的应用价值。1资料与方法1.1镶嵌信号;盆腔及子宫壁间血管扩张。盆腔CT检查示左附件至子宫壁间有一不规则团状粗大血管影,呈瘤样;动脉期血管即显影且浓密,供血源于左侧髂内动脉分支,经明显增粗的左侧卵巢静脉回流入左侧肾静脉,考虑为UAVM。建议患者分2—3次行子宫动脉栓塞术(uAE)治疗,并告知风险;患者坚决要求切除子宫。术中剖视子宫,见左宫角处有一25mm×25mm圆形腔隙,与宫腔有管道相通;左宫角肌壁间血管丰富,左侧阔韧带内血管、左侧子宫动静脉明显增粗、怒张。病理检查示左宫角处肌壁间血管畸形、丰富,符合子uAVM诊断。1.2方法1.2.1盆腔薄层扫描数据收集患者人院后3行64排螺旋CTPHILIPSdB打lliance64(荷兰)扫描,采集cT原始数据。cT检查前禁食4~6h;扫描时患者取仰卧位,扫描范围从第1腰椎下缘至股骨大转子下3cm。先行常规平扫,再用对比剂示踪法在临床资料患者38岁,因不规则阴道流血2个月,加重1d,于2011年9月10日收住南方医科大学珠江医院。2年前,患者因左宫角妊娠行刮宫术,术后B超复查示左宫角内液性暗区,又行2次清宫;之后B超复查示左宫角内液性暗区,彩色多普勒超声见五彩镶嵌信号。1年前,因“高龄初产、早产”行剖宫产。本次入院后行阴道彩超检查,显示左宫角内液性暗区22mm×20腹主动脉分叉上缘层面选择感兴趣区(ROI),动态监测cT值;设定当ROI内CT值达100Hu时自动触发扫描(动脉期)。扫描条件:管电压120kV,管电流320mA,层厚5mm,层间距5mm,重建层厚1.25mm,间隔0.625mm。采用高压注射器从患者肘正中静脉注入非离子型造影剂优维显370,总量9025mm,CDFI呈五彩mL,注射速率4mI/s。动脉期扫描延迟时间为s。最后,将各期图像进行拆薄至层厚为1.0基金项目:广州市海珠区科技计划项目(20lO—Y一11)。通讯作者:何援利78mm,存储在DVD盘中保存。1.2.2图像后处理采用腹部医学图像三维可视万方数据化系统MI-3DVs(软著登字第105977,由课题组成员华南师范大学计算机学院研发)。步骤:将存储在DVD盘中的数据拷贝到计算机中,由DIcOM格式的图像转换成BMP格式,并将每张图片由原来的512×512像素转换成304×304像素;先将处理好的图片导人MI-3DVS,利用区域生长法截取ROI,然后进行重建,并保存为srllL格式。1.2.3重建模型的修饰及显示先将标准模板库(STL)格式文件导人获得二次开发权的FreeFo咖软件(美国SensableTechnolo西es公司),进行修饰、降噪、匹配、着色等处理,然后将模型在空间上组合显示。2结果本例患者采用64排螺旋cT获取盆腔薄层扫描数据,共获得1446层cT扫描图像。应用腹部医学图像三维可视化系统MI.3DVS及FreeFo瑚软件,构建出肾脏、输尿管、膀胱、骨盆、子宫、髂总动脉、髂内动脉、髂外动脉及其分支的三维可视化模型。该模型可呈360。旋转,全角度、全方位和任意缩放观察单个器官的三维显示,也可选择性地多个器官的三维重建分色显示,还可清晰地显示畸形血管团的位置、大小、供血动脉、引流静脉及其毗邻血管、骨结构的立体空间关系。见封三中的图11一15。3讨论3.1UAVM的分类UAVM分先天性和后天性两种。先天性uAVM是由于胚胎期原始的血管结构发育异常所致,极为罕见。后天性UAVM主要与创伤(如手术、多次妊娠分娩、各种流产、刮宫操作)、感染、肿瘤(子宫内膜癌、滋养细胞肿瘤)等有关。本例患者有多次宫腔操作史,考虑系创伤所致,属于后天性UAVM。3.2CTA诊断UAVM的优势在定性诊断上,显示畸形血管团、供血动脉及引流静脉是确诊动静脉畸形的关键∞J。目前,临床诊断uAVM的方法主要有彩超、DSA、磁共振血管造影(MRA)及CTA。彩超无创、经济方便,有一定特异性,即在同一扫描平面可见五彩镶嵌样的血流信号,可作为uAVM的初筛手段;但其不能连续立体地显示血管图像,成像质量受操作者技术的影响较大。DsA是血管研究的金标准,其分辨率高,可识别较小的分支及血管吻合;但需动脉插管,具有操作复杂、创伤大、辐射强等弊端,更主要的是常规DSA为单一平面的二维图像,不能立体显示病变的三维结构。随着影像技术的发展,MRA及cTA的血管成像能力得到极大提万方数据高。目前,CTA或MRA已能显示4级以上的盆腔动脉血管,可提供真实的解剖细节并指导治疗。Naguib等¨1报道,增强MRA可显示髂内动脉的多数分支,作为uAE前准确分析盆腔动脉的工具;但其不足是仅显示血管,难以同时显示周围骨性参照及病灶图像,不利于靶血管的判断。Bilhim等”1研究表明,MRA、CTA及DsA均能较好地显示髂内动脉的多数分支。与MRA相比,CTA可带骨或不带骨作定位参照,更好地显示解剖细节,其在经济性、可操作性、成像质量方面的优势较明显。近年来,CTA技术日趋成熟,该技术仅需静注造影剂就能得到血管图像,具有非侵入性、简便、迅速、解剖覆盖范围大、空间分辨率高等优点。特别是64排螺旋CT的发展,真正实现了各向同性扫描,其薄层容积扫描具有更高的时间和空间分辨率,提供的信息更精确、可靠。目前,基于CTA的三维重建技术已在人体多部位得到广泛的运用,甚至有研究表明,在某些部位,其构建的动脉血管网基本可替代DSA—J。阮健等¨叫报道,CTA较DsA的空间分辨率更高,对脑动静脉畸形的诊断准确率达83.3%。苏振清等¨u研究表明,多层螺旋CTA可部分取代传统的DSA,成为确诊肺动静脉畸形的首选检查方法。本研究基于64排螺旋cT的影像数据,利用MI.3DVS及FreeFo珊软件,将医学影像技术与计算机三维重建技术有机地结合起来,成功构建了uAVM的数字化三维模型。该模型是在UAVM二维图像轮廓线基础上重建的,通过连续断面图像间定位点的精确对位,确保了其三维重建图像立体显示的准确性,真实地还原了uAVM的三维结构形态。该模型可全方位、全角度、直观地显示UAVM的供血动脉、畸形血管团的大小、位置及引流静脉的立体空间关系及其周围毗邻结构,对临床医生诊断uAVM具有重要意义。我们认为,基于cTA构建的数字化三维模型是无创性评价uAVM的最佳方法,其敏感性可与DSA相媲美。3.3数字化三维模型在UAVM治疗中的意义uAVM存在潜在大出血的危险,确诊后及时治疗非常必要。uAE是安全、有效的保守治疗方法,近期有效率达96%¨2|。uAE治疗的关键是动脉插管和确定靶血管,但女性盆腔解剖结构复杂、血循环纵横交错,盆腔动脉分支多、走行复杂,有丰富的侧支循环和较多的变异¨3|,从而增加了确定靶管的难度。因此,只有掌握盆腔动脉的解剖情况,才能准确、快速地进行选择性插管,从而减少手术时间、术中不必要的损伤及患者在术中接受的x线辐射量。79子宫切除术亦是治疗uAVM的有效手段,适用于无生育要求、随访条件差或栓塞失败的患者。众所周知,手术医生一般熟悉教科书、手术学等有关的正常解剖结构;但对器官血管变异,特别是器官深面动脉变异,往往稍有疏忽就会致破裂出血,既增加了[3]McKinneyAM,Palmercs,7IhwitcL.Detection0faneurysmsbyinPatientsacutelysuspec—64-sectionmultidetectorCTtedofHavinganan百ographyintracranialane“rysmaIldcomparisonwithdigitalsubtractionAnd3Dmtationalan舀。铲aphy[J].AmericanJoumalofNeuroradiolo斟,2008,29(3):594—602.[4]sunz,NgKH.Multi—slicecTan舀ographyincardiacima舀ng.Pan手术难度和时间,也存在潜在的危险性。UAVM患者因子宫动脉与静脉间存在畸形,盆腔动脉的正常解剖结构发生变异,故其手术难度和危险性增加。因此,充分估计和关注术中有关器官血管变异的可能性,对手术获得成功有重要意义。本研究显示,基于cTA构建的数字化三维模型可清晰地显示盆腔动脉的解剖细节及变异,以及盆腔内主要动脉的形态、结构和走行,为临床医生选择治疗方案、术前模拟及评估手术效果提供极有价值的影像学信息;因该数字化三维模型是将患者的图像资料输入计算机,故可立体观察其盆腔个体化的解剖差异,对设计个性化术式和指导操作有重要意义。另外,该模型可呈3600旋转,全角度、全方位和任意缩放观察单个器官的三维显示,也可选择性地多个器官的三维重建分色显示,还可清晰地显示畸形血管团的位置、大小、供血动脉、引流静脉及其毗邻血管、骨结构的立体空间关系,为开展数字化解剖学教学提供可视性平台。参考文献:[1]范波,夏智勇,张科荣.子宫动脉栓塞治疗子宫动静脉瘘的f临床分析[J].川北医学院学报,2011,26(5):4094lO.[2]MudrickDw,Dou91踮Ps.cheaper,bettertiarystarIdardsforcomnaryⅡ:clinic止印plicationsincoronaryaIterydisease[J].sing印oreMedJ,2010,51(4):282-289.cH,xie[5]FangAw,chenML,eta1.Applicationofavisiblesimu-lationsu瑁erytechniqueinpreoperatio“planningfbrintrahepaticcal-culi[J].worldJsurg,2010,34(2):327-335.[6]阳永康,夏欣.脑动静脉畸形的cTA诊断价值[J].中国社区医师,2011,13(266):144.[7]NaguibMs,NateM.7nlreedimensionalreconstmctedcontrasten—hancedMRafIgio鲫hyforintemallliacaneryanerybranchvisualizatio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