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循环系统CT检查技术及正常解剖:循环系统CT正常解剖

 happyalice2016 2023-06-11 发布于北京

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一、循环系统CT检查技术

1.主动脉:平扫对诊断胸主动脉疾病,尤其是对主动脉壁内血肿的诊断有较强的提示价值。一般来说,由于胸主动脉血管管径大,受心脏血管运动影响较小,通常不需要心电门控CTA检查。常规CTA检查方法:患者仰卧位,采取足先进和出床式扫描方式,双上肢上举于头的两侧,以避免产生骨骼所致的线束硬化伪影;使用双筒高压注射器,经静脉通道以4~5 ml/s的流速注入生理盐水20~30 ml,确认静脉通道通畅情况;进行冠状位和矢状位双定位相扫描;确认扫描范围,建议主动脉全程扫描,即达到腹主动脉分叉水平。扫描参数可根据不同设备及各医疗单位具体情况而定,目前64层及以上CT均可实现容积CT数据采集,获得各向同性体素的图像。对于怀疑累及主动脉根部及升主动脉病变,心电门控CTA有非常重要的作用,能有效消除大血管的搏动伪影;在升主动脉夹层时对破口位置的显示及主动脉根部受累情况显示较清晰。对主动脉瓣发育畸形也比常规CTA显示更清晰。可采用前瞻性心电门控方式、大螺距、低管电压等模式进行扫描,以降低患者接受的辐射剂量。

进行胸主动脉CTA检查需要预先确定对比剂用量、注射速率及注射部位等。对比剂用量可按照1.0~1.5 ml/kg体重计算。64层以上多层螺旋CT扫描速度提高,进行主动脉全程CT扫描时间短于10秒,降低了对比剂的用量,常规注射60~70 ml碘浓度为300 mgI/ml对比剂即可获得满足诊断要求的图像质量。采用大螺距技术结合迭代重建算法以及优化的延迟时间技术,可以进一步降低对比剂的用量。对比剂注射速率一般选择3~4 ml/s,注射部位大多选择在肘前静脉。

确定CTA延迟时间常用的方法有:经验法、对比剂团注示踪法和小剂量团注测试法。推荐确定胸主动脉CTA延迟时间的方法是对比剂团注示踪法。实施该方法时,兴趣区应选择在升主动脉,选择兴趣区时尽量不要将靶血管包全,以避免患者轻微运动后兴趣区移位导致检查失败。对于怀疑主动脉夹层者,特别是Stanford A型主动脉夹层,平扫时真假腔难以鉴别,可选择同层面的降主动脉作为兴趣区。检查时应密切注意兴趣区强化情况,在靶血管内兴趣区移位时可直接手动启动扫描。对比剂注射完成后应以相同速率注射生理盐水30~40 ml,更大量的生理盐水无助于提高靶血管的强化程度。

2.冠状动脉和心脏:

(1)检查前准备:扫描前禁食咖啡因类食品,心率在70次/分以上者推荐使用降低心率的药物;对双源CT或64层以上CT设备可适度将心率限度放宽。尽量要求窦性心律,非窦性心律者也可进行扫描,部分患者可经过心电编辑技术进行数据重建后获得良好的冠状动脉CTA图像。为了更好地显示冠状动脉,推荐扫描前2~3分钟使用硝酸甘油气雾剂,舌下喷雾以扩张冠状动脉,每次1喷。扫描前训练患者呼吸,使其能够在扫描期间很好地配合屏气。

(2)扫描技术:第1步,先扫胸部定位片,确定扫描范围。第2步,冠状动脉钙化积分扫描。第3步,冠状动脉CTA扫描,扫描范围从气管分叉至心脏膈面下1.5 cm左右;对冠状动脉旁路搭桥术后患者,因内乳动脉桥多吻合于左侧锁骨下动脉,因此扫描上界应包括胸廓入口处;怀疑冠状动脉瘘患者也应适度增大扫描范围。利用回顾性或前瞻性心电门控采集心脏容积数据,扫描范围为自气管分叉至心脏膈面下1.5 cm左右,屏气扫描。扫描参数依据具体设备及临床场景设置,根据选定的最佳延迟时间进行心脏CT容积扫描。

(3)心电门控选择:心电门控有前瞻性心电门控和回顾性心电门控两种。前瞻性心电门控采用步进式扫描,采集既定时相,如R-R间期70%时点的心脏图像。因各支冠状动脉的运动模式不同,故预先选择心动周期时点不能将各个冠状动脉最佳显示。采用前瞻性门控方式较回顾性门控可降低患者接受的辐射剂量。在先进的CT设备中结合大螺距扫描能将冠状动脉CTA的辐射剂量降至1 mSv以下。利用前瞻性心电门控的不足在于对患者心率仍有一定要求,而且所采集的数据不能进行动态分析和心功能分析。在某些CT机型,如第二代双源CT上有了进一步改进,采用自适应前瞻性心电门控,根据心电图进行调节剂量控制,如在选择70%期相时,可选择进行20%~80%扫描,其中70%为全剂量扫描,其余时相采用20%的剂量扫描,这样不仅可以得到优良的冠状动脉CTA图像,而且可以计算心脏功能。

回顾性心电门控采集的是整个心动周期的容积数据,可在R-R间期的任意百分点重建心脏图像,弥补了前瞻性心电门控的不足,也克服了心律失常时心动周期不一致的限制。回顾性心电门控最佳重建时点增加了诊断的准确性,有助于避免因心脏运动伪影造成的误释。在需要进行动态分析、进行心功能评价以及患者心率不能满足前瞻性心电门控要求时,推荐临床使用回顾性心电门控方式采集冠状动脉CTA数据。

(4)对比剂注射方案:推荐选择的对比剂注射方案是双期相注射方案,即首先经右侧肘前静脉以5 ml/s流速应用双筒高压注射器注射优维显370 mgI/ml对比剂60~80 ml,注射完后再以相同的流速注射30 ml生理盐水。应用人工智能触发扫描系统或者小剂量预实验方法确定最佳延迟时间。推荐应用人工智能触发扫描系统进行延迟时间的确定,该技术的优势在于节省了患者使用的对比剂量,能适度减少扫描时间。在利用人工智能触发扫描系统确定延迟时间时,需将兴趣区设在升主动脉根部,设定阈值为100 HU,当对比剂到达兴趣区且CT值到达100 HU后再延迟6 s后扫描。

三期注射方案也在一些冠状动脉CTA研究中应用,具体注射方案为:首先以5 ml/s流速注射40~50 ml对比剂,然后以5 ml/s流速注射15 ml对比剂和15 ml生理盐水,最后再以相同的流速(率)注射20~30 ml生理盐水。三期注射方案的优势在于能够取得均匀的血管强化以及左、右心室的强化,有助于对右心室功能的评估。

二、循环系统CT图像后处理技术

(1)多平面重组技术:主要用于解剖复杂的区域,如复杂先天性心脏病解剖关系的确定;能够更好地显示血管病变所致血管壁增厚、钙化和非钙化斑块形成、附壁血栓及管腔内充盈缺损,对主动脉夹层的真假腔、内膜片、真假腔间破口的显示有很大的帮助;还有助于显示血管破裂或动脉瘤破裂后出血的位置关系以及肿瘤与血管的关系。

(2)曲面重组技术:克服了多平面重组技术无法在一幅图像上完整显示迂曲血管管腔的缺点,可避免血管重叠或周围组织的干扰,尤其适用于走行迂曲血管的显示。在冠状动脉、颈部动脉及四肢动脉中非常有利于显示管壁的斑块及钙化情况,准确地评估狭窄程度;对支架置入术及血管重建术后的患者,曲面重组技术也能准确地评估置入支架及移植血管的通畅性,进行再狭窄评估。

(3)容积再现技术:可以对循环系统解剖结构进行非常逼真的描绘,清晰观察组织脏器的形态和空间关系,特别是对复杂解剖结构(如心脏、大血管及侧支循环等)的显示有很大帮助。

电影渲染原理与容积再现相同,在算法上做了改进,它基于路径追踪方法,假定了一个全局照明模型,考虑了所有光线对图像生成的影响,模拟从所有可能方向行进的数十亿光子的不同路径。其效果更加逼真,图像显示更精确,例如:主动脉瘤和主动脉夹层患者的术前评估和术后随访、主动脉缩窄的显示,心脏瓣膜置换术微小并发症的诊断、慢性肺栓塞和肺部小血管的观察等。

(4)最大密度投影技术:主要用于显示充盈对比剂的高密度血管结构或骨骼系统,优点是可重复性好,能全面评估扫描范围内的病变血管,提供易懂且与常规血管造影图像类似的血管解剖图像。

三、循环系统CT正常解剖

(一)心脏解剖

心脏由4个心腔(即左心室、右心室、左心房及右心房)、2组房室瓣(二尖瓣和三尖瓣)以及2组半月瓣(主动脉瓣及肺动脉瓣)组成(图2-1-1A)。

1.右心房:构成心脏外形的右缘,呈垂直的卵圆形,以界嵴为界分为固有心房和腔静脉窦两部分。固有心房的前部呈钝三角形突出,覆盖在升主动脉右侧,称为右心耳。固有心房左前下方有右心房室口,通向右心室。

2.右心室:呈斜向前下方的锥形体,以室上嵴为界分为窦部(流入道)和漏斗部(流出道)。窦部是右心室的主要部分,以三尖瓣口与右心房相通。漏斗部即动脉圆锥,位于窦部左上方,向上经肺动脉瓣口通向肺动脉。

3.左心房:由两部分组成,即左心耳及体部。左心耳位于心脏左前上方,呈圆锥体形。左心房体部房壁光滑,两侧上下有4支肺静脉的开口。

4.左心室:近似圆锥形,以二尖瓣前瓣为界分为窦部(流入道)和主动脉前庭(流出道)。左心室壁分为前壁、侧壁、下壁、后壁、室间隔等,一般将前4部分称为左心室游离壁,约占5/6,其余为室间隔(图2-1-1B、C)。

5.房间隔:是左、右心房的分界结构,走行平面与人体正中矢状面成45°夹角。其下部1/3组织最薄,仅约1 mm。位于下腔静脉口的左下方卵圆形浅的凹陷,称为卵圆窝。

6.室间隔:是左、右心室的分界结构,大部分由心肌组织构成,称为室间隔肌部,仅极小部分由较薄的膜性组织构成,即室间隔膜部。

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7.瓣膜:正常的二尖瓣由二尖瓣前叶和后叶组成,瓣根部相连。二尖瓣前叶为主动脉瓣的无冠窦直接延续而来,二尖瓣后叶大小变化很大。三尖瓣由前叶、隔叶和后叶3个瓣叶组成,瓣叶间为瓣膜交界处。主动脉瓣(图2-1-1C)由3个附着于主动脉的半月瓣(左冠瓣、右冠瓣及后冠瓣)构成。肺动脉瓣包括3个半圆形瓣叶和3个连合。

(二)主动脉解剖

从左心室发出依次分为升主动脉、主动脉弓和降主动脉(图2-1-2A、B)。以膈肌主动脉裂孔为界将主动脉分为胸主动脉和腹主动脉。

1.胸主动脉包括升主动脉、主动脉弓和降主动脉。升主动脉约平第3肋软骨水平起于左心室,向右前上升至第2胸肋关节后与主动脉弓相续。主动脉弓呈弓状向左后方弯曲,分出头干、左颈总动脉和左锁骨下动脉,其至第4胸椎左侧延续为降主动脉。胸主动脉在心脏后方沿脊柱下降至第12胸椎平面,穿膈肌主动脉裂孔移行为腹主动脉。

2.腹主动脉沿腰椎体左前方下行,至第4腰椎下缘平面分为左、右髂总动脉而终。腹主动脉的分支分为壁支和脏支,脏支又分为成对和不成对脏支,自上至下成对脏支依次有肾上腺中动脉、肾动脉和睾丸动脉(女性为卵巢动脉),不成对脏支包括腹腔干、肠系膜上动脉和肠系膜下动脉。

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(三)冠状动脉解剖

冠状动脉由右冠状动脉、左冠状动脉主干、左前降支及左回旋支组成(图2-1-3A~C)。

1.右冠状动脉:起自右冠状窦,走行至后十字交叉处。依次发出圆锥支、窦房结支、右室支、锐缘支、后降支、左室后侧支及房室节支。

2.左冠状动脉主干:起自左冠状窦,走行一段距离后分为左前降支及左回旋支。可在左前降支及回旋支之间发出一支中间支。

(1)左前降支:为左冠状动脉主干的分支,走行于前室间沟左、右心室间,抵达心尖部。沿途发出对角支和室间隔前支。

(2)左回旋支:为左冠状动脉主干的另一分支,沿左房室沟向左后走行至后室间沟。沿途可发出钝缘支、左室后支、窦房结支、心房支和左房旋支。右冠状动脉优势者,回旋支可发育细小或不发育。

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(四)肺动脉解剖

肺动脉主干位于心包内,为一粗短的动脉干,起自右心室,在升主动脉前方向左后上方斜行,至主动脉弓下分为左、右肺动脉。左肺动脉较短,水平向左,在左主支气管前方横行,在肺门处分叉为升支和降支,分别营养左肺上叶和左肺下叶。右肺动脉较长,水平向右,经升主动脉和上腔静脉的后方达右肺门,分3支进入右肺上、中、下叶(图2-1-4A、B)。

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(五)颈部动脉解剖

颈部动脉包括颈动脉和椎动脉(图2-1-5A、B),颈动脉包括颈总动脉及其各级分支。颈总动脉上升至甲状软骨上缘处分为两支,一支为颈外动脉,另一支为颈内动脉。

右颈总动脉起点为胸锁关节后方的头臂动脉(头臂干)。左颈总动脉起自主动脉弓,之后走向头臂干的后外侧。左颈总动脉胸部自左胸锁关节水平起始后上升进入颈部,先行于气管前方然后斜行向左侧。

颈内动脉自甲状软骨上缘起自颈动脉分叉。根据颈内动脉行程可将其分为四部分:颈部、岩部、海绵窦部和脑部。其行程大致如下:颈部垂直上升;岩部行于颈动脉管内,先上升,后弯曲水平行向前内;在破裂孔上方弯向上;海绵窦内水平向前;前床突内侧垂直向上;最后弯曲向后上行短距离后分为大脑中动脉和大脑前动脉两终支。

椎动脉由锁骨下动脉第一段发出,多起自锁骨下动脉起始段的内上后壁,左右各一,沿前斜角肌内侧上行,穿第6~1颈椎横突孔,经枕骨大孔上升到颅内后,沿脑干腹侧面向上、前、内侧行,两条椎动脉在脑桥下缘汇合成基底动脉。

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(六)外周动脉解剖

1.上肢动脉:起自锁骨下动脉,越过第1肋后续于腋动脉穿行于腋窝。腋动脉在背阔肌下缘易名为肱动脉,行于肱二头肌内侧沟,在桡骨颈高度分为桡动脉和尺动脉,分别沿前臂桡侧和尺侧(图2-1-6)下降至手掌,两动脉的末端和分支吻合,桡动脉掌浅支与尺动脉终支形成掌浅弓,尺动脉掌深支与桡动脉终支形成掌深弓。

2.下肢动脉:腹主动脉约在第4腰椎水平分叉为左、右髂总动脉,骼总动脉分为髂外动脉及骼内动脉(图2-1-7),髂外动脉延续为股总动脉,在腹股沟区分叉成股深动脉和股浅动脉。股浅动脉延续为腘动脉,并下行分出胫前动脉和胫后动脉。胫前动脉下行构成前部动脉,胫后动脉下行分出腓动脉及后动脉。足前部动脉包括足背动脉和跖背动脉。足后部动脉包括跟支、足底内、外侧动脉。足底外侧动脉与足背动脉远侧相连,构成足底弓。

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(七)腔静脉解剖

1.上腔静脉由左、右头臂静脉在右侧第1胸肋结合处后方汇合而成,垂直下行于升主动脉右侧,在第4胸椎水平有奇静脉注入,在前纵隔下行至第3肋软骨后方进入右心房(图2-1-8)。

2.下腔静脉由左、右侧骼总静脉在第4~5腰椎体右前方汇合而成,在腹膜后腹主动脉右旁上行,经肝的肝静脉沟,穿膈的腔静脉裂孔进入胸腔,再穿纤维心包进入右心房(图2-1-9)。

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本文摘自《CT读片指南》

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