|
Cтатьи
А. М. Туркин, Т. В. Белова
"Использование трехмерной реконструкции в нейрорентгенологии"
НИИ нейрохирургии им. акад. Н. Н. Бурденко РАМН, Москва
Внедрение за последние годы в диагностическую практику спиральной компьютерной томографии
(КТ) и новых скоростных импульсных последовательностей в магнитно-резонансной томографии (МРТ)
позволили расширить диапазон заболеваний головного и спинного мозга, выявляемых этими методами.
При этом расширился и спектр использования трехмерных изображений, получаемых на основе математических
алгоритмов обработки КТ- и МРТ-данных. В настоящее время не только нейротравматология и челюстно-лицевая
хирургия являются основными направлениями в использовании трехмерных моделей. Пространственное отображение
объемных образований головного мозга, их взаиморасположение с окружающими анатомическими структурами
(например, с желудочками мозга) могут быть полезными при выборе хирургического доступа и планирования
объема хирургического вмешательства. Успешно используемая в настоящее время для диагностики сосудистой
Патологии КТ- и МР-ангиография с получением ангиограмм высокого разрешения не только может конкурировать
с прямой ангиографией, но и замещать проведение этого сложного инвазивного исследования в случае
стенозирующих процессов сосудов шеи. Более того, анализ внутренней поверхности сосудистой стенки на основе
виртуальной эндоскопии может быть полезен как при прямых хирургических, так и эндоваскулярных вмешательствах.
Цель настоящей работы - обобщить многолетний опыт использования трехмерных изображений в качественном
улучшении диагностических методов обследования нейрохирургических больных, а также обозначить наиболее
перспективные направления их применения в нейрохирургии в целом.
Под термином "трехмерное изображение" (3D-изображение) подразумевается
пространственно-топографическое воспроизведение анатомических структур, в том числе и патологических,
на основе использования набора данных компьютерной или магнитно-резонансной томографии (КТ, МРТ). В
настоящее время трехмерные изображения реконструируются из наборов тонких (1-3 мм), как правило, перекрывающихся
срезов на основе специальных математических алгоритмов. С появлением скоростных импульсных последовательностей в
МРТ и спирального сканирования в КТ процесс сбора данных и построения трехмерных моделей осуществляется за несколько
минут, однако в случае ручного редактирования при выделении зон интереса затраты времени увеличиваются.
С момента получения первых трехмерных изображений в клинической практике развивалось и само программное
обеспечение. Наиболее используемыми программами - алгоритмами обработки изображения в настоящее время являются:
- алгоритм проекций максимальных интенсивностей (Maximum Intencity Projections - MIP), впервые
примененный в МР-ангиографии. MIP-алгоритм производит селекцию всех ярких пикселов на полученных
срезах и, проецируя их на заданную плоскость, формирует изображение. В настоящее время этот алгоритм
используется и для обработки КТ-данных;
- алгоритм проекций с затененной поверхностью (Shaded Surface Display), наиболее полно отвечающий
пространственному восприятию анатомических структур;
- алгоритм многоплоскостной объемной реформации (Multi Planar Volum Reformating - MPVR) позволяет
комбинировать многоплоскостную реформацию с селективным выбором сосудов при малых объемах сканирования.
На основе данного алгоритма можно получать и оценивать объ- емное изображение сосудов практически в реальном времени.
Новейшим достижением в трехмерной реконструкции стала имитация эндоскопического изображения
внутренних поверхностей полых органов, в частности сосудов. Эта методика получила название "виртуальной
эндоскопии" и реализуется с помощью специального программного обеспечения "Navigator SW".
В настоящее время в отделении нейрорентгено-логии НИИ нейрохирургии им. акад. Н. Н. Бурденко, помимо стандартных
КТ- и МРТ-исследо-ваний головного и спинного мозга, успешно реализуются диагностические методики КТ- и МР-ангиографии
сосудов головы и шеи, включая вено-графию, КТ-ликвороцистернографии, фазового картирования и т. д. Все они
подразумевают построение трехмерных моделей и при необходимости дальнейшую работу с ними. В настоящее время
постобработка и построение трехмерных моделей могут осуществляться не только на задействованных томографах, но и на
рабочих станциях Advantage Window Workstation, решающих многофункциональные задачи.
Материал и методы
Исследования проводились на МР-томо-графах "Magnetom 42 SP" фирмы "Siemens" с напряженностью
магнитного поля 1 Т, "Signa Horizont" - 1,5 Т и спиральном рентгеновском томографе "HI Speed CT/I" фирмы
"General Electric".
МР-ангиография проводилась на основе последовательностей время-пролетной и фазоконтрастной методик.
При проведении МР-венографии использовалось внутривенное введение парамагнитного контрастного вещества
"Magnevist" фирмы "Sobering". При КТ-ангиографии внутривенно вводилось рентгеноконтрастное вещество
"Omnipaque-300.0" или "Ultravist-ЗОО" в объеме 80-100 мл со скоростью 2,5-3 см/с при задержке 15-20 с.
Было обследовано 527 больных с мешотчатыми аневризмами сосудов головного мозга (503 проведена МР-ангиография,
63 - КТ-ангиография), 217 - с артериовенозными мальформа-циями головного мозга (217 - МР-ангиография,
7 - КТ-ангиография), 43 - со стенозами и тромбозами сонных артерий (41 - МР-ангиография, 6 - КТ-ангиография).
Трехмерная реконструкция у больных с опухолями головного и спинного мозга поданным МРТбыла выполнена в 215
наблюдениях, по данным КТ - в 189.
При травматических повреждениях черепа (89 наблюдений) и позвоночника (23 наблюдения) для построения трехмерных
моделей использовались данные спиральной КТ.
Результаты и обсуждение
В настоящее время одними из основных направлений использования ЗО-моделей остаются нейротравматология и
челюстно-линевая хирургия [1, 2]. Выявление костных дефектов черепа, оценка их размеров, форм и кривизны с
последующим моделированием костного трансплантата являются необходимыми составляющими в решении вопроса о
проведении пластической операции с восстановлением утраченных костных фрагментов (рис.1)
Рис.1
В случае сложных переломов лицевого скелета, основания и свода черепа получение
трехмерных моделей с последующим анализом участков перелома как с внешней, так и с внутренней стороны
позволяет получить полную рентгенологическую картину состояния черепа, а также наличия и взаиморасположения
костных отломков.
При травматических поражениях спинного мозга спиральная КТ позволяет произвести сканирование больших зон
интереса с последующей трехмерной реконструкцией изображений с минимальными временными затратами. Спиральная
КТ за несколько секунд сканирования без специальных укладок позволяет точно оценить характер травматического
повреждения тел и дужек позвонков, наличия листезов, костных отломков, стеноза позвоночного канала (рис.2)
Рис. 2
Построение трехмерных изображений является актуальным и для оценки выраженности и
распространенности костной деструкции при объемных процессах головного и спинного мозга. Так, при
локализации опухоли на основании черепа построение костной модели дает возможность оценить размеры и
степень разрушения костных структур. Это является важным не только для планирования объема хирургического
вмешательства, но и возможной последующей лучевой терапии (Рис. 3)
Рис. 3 a)
Рис. 3 б)
|
