CTA和MRA的大众版说明 CTA(CT血管成像)和MRA(MR血管成像)是2种常用的评估血管的检查方法,可以分部位检查不同的血管,如心血管/冠脉、脑血管、肺血管、肾血管等。 MRA是磁共振的血管检查方法,没有辐射,可以不需要造影剂,但扫描时间稍长些,有时显示狭窄程度不如CTA准确。 CTA是CT的血管检查方法,扫描有少量辐射(大约2-10mSv左右,不需要担心),需要用到造影剂(ie 碘氟醇等),扫描快,显示相对准确(毕竟使用了造影剂,更加直接的显影)。 上述2种相对无创的方法可以帮助我们发现一些血管的异常,包括判断血管是否有狭窄、狭窄的部位、是否有夹层、是否有突起(动脉瘤)、钙化等等。这2种方法得到的都是静态的图。如果有必要,医生可能会建议你进行血管造影(DSA),可以动态看到血管,获得更多的信息。 CTA和DSA检查时需要用到含碘的造影剂(类似输液的方法注射入体内),需要注意有无碘过敏或严重的甲亢等,此外,造影剂通过肾脏代谢排出体外,对于肾功能不全的患者可能会加剧肾功能恶化,需要慎用。一般正常健康人不会有多大的副作用,检查后应适当补水以加速造影剂排泄。 -------- 医学专业分界线 -------- 一、重建技术 重建技术是指使用原始容积数据经计算机采用各种特定的重建方法处理得到的横断面影像的一种技术。可将CT图像的原始数据,改变图像的矩阵、视野、层厚、重建间隔,进行图像再次重建处理。还可根据所选滤波函数,改变算法,再次重建图像。即扫描一次,也可通过不同的重建算法来获取不同的图像。 常用的算法包括:
1. 多平面重组 (Multiplanar reformation, MPR) 指把横断扫描所得的以像素为单位的二维图像,重组成以体素为单位的三维数据,再用冠状位、矢状位、或任意角度斜位去截取三维数据,得到重组的二维图像。 MPR适用于任一平面的结构成像,以任意角度观察正常组织器官或病变。适用于全身各个部位,可较好的显示组织器官内复杂解剖关系,有利于病变的准确定位,常作为横断面图像的重要补充而广泛应用。可以显示腔性结构的横截面以观察腔隙的狭窄程度、评价血管受侵情况、真实地反映器官间的位置关系等。 2. 曲面重组 (Curved planar reformation, CPR) CPR是MPR的一种特殊形式,是指在容积数据的基础上,指定某个感兴趣器官,软件计算辨认该器官的所有像素的CT值,并将其以二维的图像形式显示出来的一种重组方法。 优点:可将扭曲重叠的血管、支气管等结构伸展拉直,较好地显示全貌,可以观察管腔结构的腔壁病变(如斑块、狭窄等)及周边组织;曲面重建技术可以显示血管的精细结构和细节,因此在评估动脉瘤、血管狭窄等异常时非常有用。 缺点:需要手动设定曲面参考点;因变形操作,导致重组后的图像无法真实反映器官的空间位置和关系;由于曲度可能高估狭窄程度;需要多个角度曲面重建以完整评价病变。 3. 多层面容积再现 (Multi-projection volume reconstruction,MPVR) 将一组层面或某层厚的容积资料采用最大密度投影 (MIP)、最小密度投影 (MinIP) 或平均密度投影 (AIP) 进行运算,得到重组的2D图像,这些2D图像可从不同角度(3D)观察和显示。 3.1 最大密度投影(maximum intensity projection, MIP) 算法:对于每个 XY 坐标,仅显示沿 Z 轴具有最高HU的像素。即可以找到给定体积中的最高密度的结构,而与它们的位置无关。常用于显示和周围组织对比具有相对较高密度的组织结构,如骨骼、钙化、注射造影剂后显影的血管、明显强化的软组织肿块等。可于评估血管狭窄程度或闭塞。 优点:造影剂的CT值低于钙化灶和骨骼,在MIP图像上明亮度不一样可区分;具有相对高密度的组织和结构的显影,如造影剂填充的血管、骨骼、肺部肿块以及明显强化的软组织病灶等。 缺点:变化层厚的设定会对图像会产生影响,所以层厚的选择很重要,既不能太薄(血管的部分管腔可能在层厚以外),也不能太厚(周围组织器官有干扰);对于密度差异甚小的组织结构以及病灶则难以显示;容易高估狭窄程度/动脉瘤体积。 3.3 平均密度投影 (AIP) 此法因组织密度分辨力较低,临床上很少应用。偶用于肺癌、尘肺等。 3.4 容积再现技术 (VRT/VR) 是将多个平面图像合成三维图像的方法,原理是通过将CTA图像数据转换为三维体素阵列(voxel array),将所有体素的CT值设定为不同的透明度,由完全不透明到完全透明,然后使用不同的着色算法来将这些体素进行着色并呈现出来,利用虚拟照明效应,用不同的灰阶或伪彩显示三维立体图像。多用于观察头颅和脊柱四肢骨关节外伤,脑血管、内脏大血管等血管性病变,胆管、尿路及肿瘤性病变。 优点:血管与周围结构的可视化。 缺点:不能显示内部细微结构和微小的病变;计算量大,硬件要求;需要合理选择CT上下阈值;不恰当的伪彩设置会将血管外层像素过滤掉,显示的血管狭窄的程度会比真实情况严重。 4. 表面影像显示/表面遮盖显示(shaded surface display, SSD) 将操作者的眼睛作为假设光源方向,通过计算机筛选扫描部位从最表面逐渐向深面的体素,被投射到CT值在设定阈值以上的体素上则不再透过继续成像,并将这些像素相连组成的三维表面轮廓图像。即保留所选CT值阈值范围内的体素影像,超出阈值的体素被透明处理。适用于显示CT值与其他结构相差较大的组织结构成像,临床上主要用于显示骨骼病变或是结肠CT重建。 优点:显示空间立体感强,解剖关系清晰,有利于病灶的定位;模拟光源照射,使图像具有立体视;多用于骨骼系统、空腔结构、腹腔脏器和肿瘤的显示。 缺点:不如VR图像操作灵活方便;准确性取决于源图像质量和分割阈值的正确与否,阈值高容易产生容积效应,管腔狭窄的假象,分支显示不清,阈值低容易模糊;现已较少应用。 5. 虚拟内镜技术(CT virtual endoscopy, CTVE) 可以模拟各种内镜检查的效果,它是假设视线位于所要观察的管“腔”内,通过设定一系列的参数范围,即可看到管“腔”内的结构。 总结一下,以上所提到的2D、3D重组方法后得到的影像,基本都是会高估狭窄率。这篇文章比较了一下五种方法,得到以下结果: For vessels greater than 4 mm in diameter, axial, MIP, MPR, shaded-surface display, and volume-rendering CT angiography techniques all had a measurement error of less than 2.5%. However, axial, MIP, MPR, and shaded-surface display techniques were less accurate in estimating smaller (<or=4 mm) diameters. Volume rendering tended to be more accurate in the measurement of vessels with a 2.0- to 4.0-mm diameter and was statistically more accurate for diameters of 0.5-1.0 mm (p < 0.001). 五种 CTA 后处理技术(轴位、MIP、MPR、SSD和VR)都能准确显示直径大于 4 mm的血管和狭窄。 对于 2-4 mm的狭窄,VR更准确,且在测量 0.5-1.0 mm直径时更好 (p < 0.001)。VR是评估狭窄程度更为准确的方法。
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