2024年01月20日发布 | 854阅读

【精选编译】使用动态(实时)3D路径图作为脑动静脉畸形多导管栓塞手术的导航工具:技术说明

张颖影

复旦大学附属中山医院

陈子墨

首都医科大学附属北京天坛医院

方亦斌

同济大学附属上海市第四人民医院

许奕

海军军医大学附属长海医院

达人收藏

本次首都医科大学附属北京天坛医院陈子墨医师编译,为大家带来《使用动态(实时)3D路径图作为脑动静脉畸形多导管栓塞手术的导航工具:技术说明》,欢迎大家阅读分享!






来自土耳其伊斯坦布尔大学卡拉帕萨医学院的Bibi Sadaqat R等展示了3D旋转血管造影、其叠加和动态(实时)3D路径图功能在bAVM血管内治疗中的应用,相关结果于2023年11月在线发表在《Neuroradiology》上。

——摘自文章章节






【REF: Bibi Sadaqat R, et al. Neuroradiology. 2024;66(1):129-133. doi:10.1007/s00234-023-03250-6】



研究背景


脑动静脉畸形(Brain arteriovenous malformation,bAVM)的治疗包括显微外科切除、立体定向放射手术和血管内栓塞术或其组合。由于液态栓塞剂、微导管和相关技术的进步,血管内治疗可使12.5%至51%患者的bAVM达到血管造影影像上的消失,Spetzler-Martin分级I至III病变的治愈率可高达100%。自2005年推出以来,动态3D路径图主要用于动脉瘤病例,但在bAVM病例中的应用有限。来自土耳其伊斯坦布尔大学卡拉帕萨医学院的Bibi Sadaqat R等展示了3D旋转血管造影、其叠加和动态(实时)3D路径图功能在bAVM血管内治疗中的应用,相关结果于2023年11月在线发表在《Neuroradiology》上。



研究方法

设备

在过去2年中,我们利用实时3D路径图和3D旋转血管造影(RA)叠加进行了21例bAVM栓塞术。使用的血管造影设备为双平面Allura Clarity或Azurion Clarity IQ(Philips Healthcare,The Netherlands),配备数字链接的3D旋转血管造影重建工作站(Xtravision Philips Healthcare)。使用头部固定器 (Phillips Healthcare Neuro Head Holder)和头带在全麻下固定患者的头部至手术台。头部固定对防止2D-3D对准错误非常关键。


三维(3D)旋转血管造影和实时3D动态路径图图像获取

首先进行6血管诊断性血管造影(双侧颈内动脉、双侧椎动脉、双侧颈外动脉),然后是3D旋转血管造影。根据bAVM供血动脉的数量,可以通过单侧或双侧股动脉进行穿刺。感兴趣解剖部位被定位在前臂C臂系统的等中心,并以螺旋式运动扫描,涵盖240°的圆形轨迹,用时4秒;通常使用37厘米×10162像素的图像增强器格式拍摄120张图像,帧率为每秒30帧。根据之前的影像观察到的血管直径和bAVM的动态特性,注射参数可能会从3-5毫升/秒的注射速率和18-36毫升的总注射量进行修改。在采集过程中,源图像被传输到工作站进行3D血管重建、校准和3D路径图的设置。在某些情况下,会在工作站构建并叠加两个3D旋转血管造影,以帮助识别供应bAVM瘤体不同区域的供血动脉。


术中实时三维动态路径图神经导航及多导管技术

从三维旋转血管造影重建中生成的三维动态路径图(见Figure 1),通过与数字实时二维(减影或非减影)透视图像的重叠来形成。几何二维-三维配准的误差可以忽略不计,因为使用同一C臂系统获取三维RA数据和二维透视数据,这个系统具有固有的已知坐标系统。因此,系统校准偏移误差小于0.2毫米,旋转误差小于0.1°。为了在术中识别供血动脉,可以使用包裹无菌、蓝牙连接的无线鼠标来操作投影到手术室显示器上的三维RA图像。随着C臂和手术台的移动,单个路径图可以在整个治疗过程中准确显示bAVM血管结构,即使工作投影发生变化。因此,它允许实时、超选择性地进行多达6个供血动脉的置管,无需重复注射造影剂。最初的三维RA和实时三维路径图可用于父动脉置管,并在后期放大,用于选择性bAVM供血动脉置管,进行检查性血管造影以识别直接和间接供血动脉。随后,液态栓塞剂可从所有供血动脉中依次或同时注入。栓塞过程中的栓塞铸型在三维路径图上实时可见(见图1)。此外,术后获取的无造影剂的三维RA可以与最初的三维RA重叠(见图2),以评估栓塞铸型在bAVM瘤巢上的范围。术后进行XperCT检查以检测脑内出血。



研究结果

这种方法消除了每次更改C臂位置进行不同供血动脉插管时重复进行2D血管造影和路径图的需要,从而减少了辐射剂量。在过去2年使用此功能进行的21例栓塞术中,未观察到任何对准错误、血管穿孔或血栓栓塞性现象。


图1. 一名中年女性,左侧基底节区动静脉畸形(AVM),供血动脉来自左侧纹状体侧动脉,注入左侧内脑静脉。

A部分显示左侧颈内动脉(ICA)的三维旋转血管造影作为后续三维路径图显示的数据集。

C部分显示了动态三维路径图,设置为半透明红色,可以在术中调整,用于评估供血血管的走向,随后用于动脉供血动脉或甚至是静脉的显示。通过动脉和静脉途径导航的微导管(箭头)和栓塞铸型(*)在实时透视的灰度背景上显示为白色。微导管(箭头)的位置与B部分的二维血管造影中看到的位置准确对应。

D和E部分分别为栓塞术后的三维路径图和二维血管造影图像,显示了保留的纹状体侧动脉远端正常脑实质分支(箭头)。


图2. 一名患有破裂的S-M III级右枕叶动静脉畸形(AVM)的儿童患者。

A部分显示右侧颈内动脉(ICA)的血管造影图,展示了来自右侧大脑中动脉(MCA)和后脑动脉(PCA)分支的多个供血动脉,包括后内侧和前颞部分支以及角动脉。

B部分显示远端右侧颈外动脉(ECA)的血管造影图,显示了来自右侧脑膜中动脉的供血。在更近端的ECA血管造影中未观察到来自右侧枕动脉的供血(在此图像中未显示)。

C部分显示左侧椎动脉的血管造影图,展示了由PCA(箭头)和小的脑膜后动脉(箭头)供血的枕叶AVM。

D部分显示了ICA和ECA的三维RA叠加图,提供了更好的评估和定位,展示了由ICA分支(红色三维RA)和ECA(白色三维RA)供血的瘤巢比例,其中脑膜中动脉供应瘤巢的内侧和下侧部分,而其余部分由MCA和PCA分支供血。

E部分显示双侧股动脉穿刺造影,右股动脉接入处放置了8-Fr长鞘至右侧共同颈动脉(CCA),用于显示右MCA的3个供血动脉和右脑膜中动脉,而左侧股动脉放置了7-Fr股鞘至左侧椎动脉,用于显示右后脑动脉的两个供血动脉。箭头显示了邻近瘤巢的6个微导管的头端,这些导管头端是从6个供血动脉置入的,用于术中动态三维路径图后的多点栓塞手术。在栓塞前进行了双平面的局部二维血管造影以确认位置。

F和G部分显示CCA和椎动脉的侧面投影,显示了完全的瘤巢闭塞。

H和I部分显示了侧面颅骨X光片和右侧ICA的初始三维RA,以及栓塞铸型(*)的叠加,显示了栓塞的范围。



研究结论

本研究探讨了使用实时三维动态路径图在脑动静脉畸形(bAVM)栓塞术中的应用。传统上,bAVM栓塞需要重复进行二维血管造影和路径图,增加患者的辐射剂量和对比剂使用。相比之下,实时三维路径图在减少辐射暴露方面展现出优势。研究中,使用实时三维路径图进行微导管和微导线导航,显著降低了辐射剂量,提高了导航精确度。总体而言,实时三维路径图在bAVM栓塞手术中的应用提高了治疗的安全性和有效性,尤其在涉及多个供血动脉的复杂病例中。未来,开发能够识别、标记或排序bAVM瘤巢区域的动脉供血动脉的算法,可能进一步促进实现最佳bAVM栓塞。



关注脑动静脉畸形(bAVM)

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组 稿




张颖影 副主任医师

复旦大学附属中山医院


编 译




陈子墨 医师

首都医科大学附属北京天坛医院


审 校




方亦斌 副教授

上海第四人民医院


终 审




许奕 教授

海军军医大学第一附属医院


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