不同造影术对人体血管3D可视化研究效果的比较(1)
【摘要】目的探讨采用不同造影技术对人体血管显影、血管3D可视化研究效果的比较。方法4例新鲜成人尸体上肢，分别采用氧化铅、氧化铈、氧化铋、碘4种悬浮液血管灌注，X线摄影，64排螺旋CT扫描，采集CT图像以二维DICOM格式导入MIMICS图像工作站进行血管3D可视化构建。结果4例上肢标本血管X线摄影图像清晰，管道圆滑；CT连续扫描断面图像血管显影均匀，三维重建所得图像清晰，管道饱满。但从血管显影密度、CT值变异系数、图像质量、管道圆滑及有无伪影等条件观察，在最佳造影浓度下比较，碘对细小血管显影最充分，CT值变异系数最小，造影剂分散最均匀，构建图像质量最好，管道饱满圆滑，无伪影。氧化铋、氧化铈效果次之，氧化铅效果再次之。结论通过采用不同造影剂的造影效果比较得之：可溶性造影剂的造影术优于不可溶性(重金属粉末)造影剂的造影效果。
【关键词】造影剂；造影术；血管3D可视化重建；效果比较
随着医学与信息技术、计算技术的结合，医学知识日趋数字化、信息化、网络化、科普化，新理论、新知识、新技术也在迅速诞生，使医学数字化成为当今研究与应用中的热点，为数字化虚拟人体血管研究提供了一个前所未有的机遇[1-2]。人体血管3D可视化技术为医学和计算机科学结合的最新成果，运用计算机信息处理技术，建立数字化人体血管各个层次的计算机模型，展示人体组织、血管与周围诸结构的相互关系，实现了由二维变三维、由平面变立体、由静态变动态的三维立体模型。通过构建三维的、可视的、可调控的、虚拟的立体血管形象模式，以便更清晰地展示血管内部空间立体结构。近年，应用放射造影术进行人体血管造影、血管3D可视化研究的技术已日趋成熟，构建的血管模型图像越发高清，血管更为显微化。本文探讨采用氧化铅、氧化铈、氧化铋、碘4种悬浮液进行人体标本血管灌注造影、血管三维可视化研究的效果进行比较，从中刷选出最佳造影术。
1材料和方法
1.1实验用材选用无外伤死亡的新鲜上肢材料4例。氧化铅、氧化铋、氧化铈、碘、碘化钾、明胶、聚乙烯醇、乙酸乙酯+环己酮-过氯乙烯溶液。
1.2实验设备及软件X光机(GX-211，上海产)，计算机放射扫描成像系统(CR)、CR乳腺版X线扫描卡带及相应的图像工作站等全数字化X线摄影成像装置及其后处理系统(FCRXG-1，日本产)。GE公司CT机(ProspeedsysCT)；重建软件“交互式医学影像控制系统(MIMICS10.01)”、3D-doctor。
1.3实验方法
1.3.1血管造影填充剂的配制明胶/氧化铅配制[3-4]：明胶5g，40℃温水100ml，氧化铅50g。聚乙烯醇/氧化铋、氧化铈配制[5-6]：8%聚乙烯醇100ml，氧化铋/氧化铈50g。乙酸乙酯+环己酮-过氯乙烯/碘配制[7]：8%乙酸乙酯+环己酮-过氯乙烯溶液100ml，碘30g。
1.3.2标本血管插管与造影填充剂灌注按常规管道灌注法于肱动脉血管处插管，采用25ml注射器进行造影填充剂快速加压灌注，每例上肢灌注量约为150-180ml，灌注完毕后立即将标本放入冷冻冰柜10min，使填充剂充分凝固。
1.3.3标本CT扫描与X线血管摄影将标本依次编号为A、B、C、D，其中A为明胶-氧化铅造影术，B为聚乙烯醇-氧化铋造影术，C为聚乙烯醇-氧化铈造影术，D为乙酸乙酯+环己酮+过氯乙烯-碘造影术。按常规腹部64排CT扫描条件：120KV，512×512重建矩阵，0.5mm层厚，无间距连续扫描：窗位35-40、窗宽250-300，获得连续扫描图片562-587张，数据光盘刻录、存档，PC机读取扫描数据。X线摄影条件为：电压53kV，电流50mA，暴光时间1/20s，线器滤(—)。
2结果
2.1标本血管X线造影效果比较4例上肢标本X线摄影血管图像均清晰，管道饱满血管连续无中断，组织无造影剂渗露，血管显影密度由大血管至细小血管变化不大，边缘光滑。从X线图像血管显影密度观察，碘灌注标本血管密度大于氧化铋、氧化铈、氧化铅，说明氧化铅造影术对人体细小血管铸型显影不够充分；氧化铋、氧化铈造影术对细小血管铸型显影较充分；碘造影术对细小血管显影最充分，皮肤下血管及血管网清晰可见，可显示至0.1mm。
2.2CT扫描结果64排螺旋CT无间距连续扫描，获得图片562-587张，数据光盘刻录、存档，PC机读取扫描数据。断面血管图像显影均匀清晰，无放射性伪影，血管密度与软组织、骨骼密度区分较明显，肉眼能清晰辨别，血管壁圆滑。取4例标本同一段断面的血管CT值，进行CT值变异系数比较，求得碘的CT值变异系数小于氧化铋、氧化铈、氧化铅。
2.3血管3D可视化重建图像质量比较4例标本血管三维重建所得图像均清晰、美观，管道连续饱满，无中断，边缘连续平滑，无齿状伪影。图像立体空间感强烈，形态逼真，可随意放大、缩小，不同角度旋转观察。构建模型的血管密度及血管构建质量观察，得出：碘造影术血管构建密度大，图像质量好，细小血管，特别是皮下血管可充分构建；氧化铋、氧化铈、氧化铅造影术血管构建图像质量也好，但血管密度不大，细小血管构建不充分，皮下血管难以构建完整。
3讨论
3.1人体血管3D可视化研究概况当今时代，计算机已经深入了各行各业，应用相当的广泛。可喜的是，计算机也向人体生物学进军，取得了不俗的佳绩。人体血管三维可视化是使用计算机信息处理技术，将人体血管图像构筑数字化，以构建三维的、可视的、可调控的、虚拟的人体血管形象。使用CT成像而进行的血管3D可视化研究主要基于人体管道铸型技术，也就是用造影剂填充剂灌注入人体血管内，经过X线摄影、CT、MRI扫描所得图像数据集加以数字化后输入电子计算机，作为人体血管数据集信息化加以存储，导入计算机辅助软件Mimics10.01或3d-Doctor进行三维重建，获得三维立体图像。, http://www.100md.com(陈敏胡江南潘正峰朱经平谢颖石小田)
【关键词】造影剂；造影术；血管3D可视化重建；效果比较
随着医学与信息技术、计算技术的结合，医学知识日趋数字化、信息化、网络化、科普化，新理论、新知识、新技术也在迅速诞生，使医学数字化成为当今研究与应用中的热点，为数字化虚拟人体血管研究提供了一个前所未有的机遇[1-2]。人体血管3D可视化技术为医学和计算机科学结合的最新成果，运用计算机信息处理技术，建立数字化人体血管各个层次的计算机模型，展示人体组织、血管与周围诸结构的相互关系，实现了由二维变三维、由平面变立体、由静态变动态的三维立体模型。通过构建三维的、可视的、可调控的、虚拟的立体血管形象模式，以便更清晰地展示血管内部空间立体结构。近年，应用放射造影术进行人体血管造影、血管3D可视化研究的技术已日趋成熟，构建的血管模型图像越发高清，血管更为显微化。本文探讨采用氧化铅、氧化铈、氧化铋、碘4种悬浮液进行人体标本血管灌注造影、血管三维可视化研究的效果进行比较，从中刷选出最佳造影术。
1材料和方法
1.1实验用材选用无外伤死亡的新鲜上肢材料4例。氧化铅、氧化铋、氧化铈、碘、碘化钾、明胶、聚乙烯醇、乙酸乙酯+环己酮-过氯乙烯溶液。
1.2实验设备及软件X光机(GX-211，上海产)，计算机放射扫描成像系统(CR)、CR乳腺版X线扫描卡带及相应的图像工作站等全数字化X线摄影成像装置及其后处理系统(FCRXG-1，日本产)。GE公司CT机(ProspeedsysCT)；重建软件“交互式医学影像控制系统(MIMICS10.01)”、3D-doctor。
1.3实验方法
1.3.1血管造影填充剂的配制明胶/氧化铅配制[3-4]：明胶5g，40℃温水100ml，氧化铅50g。聚乙烯醇/氧化铋、氧化铈配制[5-6]：8%聚乙烯醇100ml，氧化铋/氧化铈50g。乙酸乙酯+环己酮-过氯乙烯/碘配制[7]：8%乙酸乙酯+环己酮-过氯乙烯溶液100ml，碘30g。
1.3.2标本血管插管与造影填充剂灌注按常规管道灌注法于肱动脉血管处插管，采用25ml注射器进行造影填充剂快速加压灌注，每例上肢灌注量约为150-180ml，灌注完毕后立即将标本放入冷冻冰柜10min，使填充剂充分凝固。
1.3.3标本CT扫描与X线血管摄影将标本依次编号为A、B、C、D，其中A为明胶-氧化铅造影术，B为聚乙烯醇-氧化铋造影术，C为聚乙烯醇-氧化铈造影术，D为乙酸乙酯+环己酮+过氯乙烯-碘造影术。按常规腹部64排CT扫描条件：120KV，512×512重建矩阵，0.5mm层厚，无间距连续扫描：窗位35-40、窗宽250-300，获得连续扫描图片562-587张，数据光盘刻录、存档，PC机读取扫描数据。X线摄影条件为：电压53kV，电流50mA，暴光时间1/20s，线器滤(—)。
2结果
2.1标本血管X线造影效果比较4例上肢标本X线摄影血管图像均清晰，管道饱满血管连续无中断，组织无造影剂渗露，血管显影密度由大血管至细小血管变化不大，边缘光滑。从X线图像血管显影密度观察，碘灌注标本血管密度大于氧化铋、氧化铈、氧化铅，说明氧化铅造影术对人体细小血管铸型显影不够充分；氧化铋、氧化铈造影术对细小血管铸型显影较充分；碘造影术对细小血管显影最充分，皮肤下血管及血管网清晰可见，可显示至0.1mm。
2.2CT扫描结果64排螺旋CT无间距连续扫描，获得图片562-587张，数据光盘刻录、存档，PC机读取扫描数据。断面血管图像显影均匀清晰，无放射性伪影，血管密度与软组织、骨骼密度区分较明显，肉眼能清晰辨别，血管壁圆滑。取4例标本同一段断面的血管CT值，进行CT值变异系数比较，求得碘的CT值变异系数小于氧化铋、氧化铈、氧化铅。
2.3血管3D可视化重建图像质量比较4例标本血管三维重建所得图像均清晰、美观，管道连续饱满，无中断，边缘连续平滑，无齿状伪影。图像立体空间感强烈，形态逼真，可随意放大、缩小，不同角度旋转观察。构建模型的血管密度及血管构建质量观察，得出：碘造影术血管构建密度大，图像质量好，细小血管，特别是皮下血管可充分构建；氧化铋、氧化铈、氧化铅造影术血管构建图像质量也好，但血管密度不大，细小血管构建不充分，皮下血管难以构建完整。
3讨论
3.1人体血管3D可视化研究概况当今时代，计算机已经深入了各行各业，应用相当的广泛。可喜的是，计算机也向人体生物学进军，取得了不俗的佳绩。人体血管三维可视化是使用计算机信息处理技术，将人体血管图像构筑数字化，以构建三维的、可视的、可调控的、虚拟的人体血管形象。使用CT成像而进行的血管3D可视化研究主要基于人体管道铸型技术，也就是用造影剂填充剂灌注入人体血管内，经过X线摄影、CT、MRI扫描所得图像数据集加以数字化后输入电子计算机，作为人体血管数据集信息化加以存储，导入计算机辅助软件Mimics10.01或3d-Doctor进行三维重建，获得三维立体图像。, http://www.100md.com(陈敏胡江南潘正峰朱经平谢颖石小田)