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MR 动态增强在前列腺栓塞术前动脉评估的应用

发布时间:2022-08-11 13:45
BPH 是引起老年人下尿路症状的一个主要原因,严重影响了其生活质量。TURP 目前仍然是 BPH 治疗的“金标准”[7],但 TURP 仍有显著的并发症发生率。常见并发症包括大出血、射精功能障碍、勃起功能障碍、尿道狭窄、尿路感染、尿失禁等[8]。PAE 是一种新的安全有效的微创治疗前列腺增生所致LUTS 的方法,通过阻断前列腺动脉,PAE 可导致前列腺缺血性坏死,可以减少前列腺体积,改善临床症状和生活质量[9-12]。最近的研究表明,在症状改善方面,PAE 非劣于 TURP[13],同时其手术范围小、并发症少,且住院时间更短,恢复正常活动更快[14, 15]。通过 PAE 治疗 BPH 存在 2 个难点,该区域存在多条髂内动脉的分支动脉,这些分支在 DSA 图像上相互重叠,因此识别髂内动脉出现困难。同时前列腺动脉的直径较小且走行迂曲,因此在选择性置管时存在难度[16]。由于前列腺动脉的解剖结构高度多变,且考虑到老年男性人群中经常出现晚期动脉粥样硬化,因此 PAE 是一项具有技术挑战性的手术,为了避免膀胱、直肠、肛门或海绵体的非靶向性栓塞[17],了解包括前列腺动脉在内的骨盆动脉的确切解剖和形态对 PAE 的安全性至关重要。有研究认为通过术前盆腔 CTA 可以评估术前血管情况,做好相应的术前规划并选择合适的器械[18-20]。在此之外,盆腔 CTA 也可提供关于术前前列腺体积的相关信息。然而,现阶段由于 MR 具有更好的软组织分辨力,同时可以更好的区分前列腺的分区,因此 MR 增强在临床工作中更为常见。由于 MR 动态增强在采集时的目的是分辨器官内病变的情况,通常不使用 MR 相关血管成像技术,因此使用其作为血管的评价存在一定局限性。考虑到 PAE 术前所需的血管信息主要是血管的走行和空间关系,本研究旨在探求术前常规的前列腺 MR 动态增强是否可以提供足够多的信息供 PAE制定术前计划,从而减少 CTA 给患者带来额外的放射暴露、造影剂肝肾损伤
和费用,减轻患者负担,缩短患者在院时间。
 
第 2 章 综 述
前列腺及周围区域血管成像进展
2.1 前列腺及 BPH 的解剖及生理学基础
前列腺为呈前后稍扁的板栗形的实质器官,位于膀胱底的后方,膀胱与尿生殖膈之间, 其内有尿道穿过,与膀胱颈,精囊,输精管壶腹相邻,前方为耻骨联合,后方为直肠壶腹。健康成年男性重 20 克。前列腺的上三分之一为基底部,下三分之一为尖部,中间三分之一内有精阜及尿道穿行。前列腺的主要功能有:参与控制排尿和射精功能;生成前列腺素的外分泌功能;利用 5α-还原酶催化睾酮转变为双氢睾酮的内分泌功能及性兴奋功能。前列腺缺乏真正意义上的包膜,而由纤维肌组织包裹,且在前部和尖部包裹不全。根据 MCNEAL 区带分法,前列腺可被分为四个组织学分区:TZ、CZ、
AFMS 和 PZ[21]。BPH 是指 TZ 腺体和间质组织的弥漫性或局限性增生,尿道周围腺体弥漫性增殖,引起前列腺中部增大,将膀胱三角区抬高。这种增殖是进行的,并伴膀胱三角区肌肉肥厚,可能导致膀胱出口梗阻和 LUT[22, 23]。BPH 的患病率随着年龄的增长而增加,70 岁以上的男性中有四分之一患有中度至重度 LUT,影响 70%以上的 70 岁以上男性的生活质量[24, 25]。其治疗目标包括促进生活质量和预防膀胱出口梗阻的长期后遗症。BPH 的临床治疗除了α-受体阻滞剂,5α-还原酶抑制剂的内科治疗以外,手术治疗方案主要是经尿道的各种前列腺切除术,以及前列腺支架和尿道球囊扩张术[26]。PAE近年来作为一种安全有效的介入治疗手段,采取了与传统外科治疗不同的策略:通过将导管插入至前列腺的相关供血动脉并注入栓塞物质,就可以通过制造局部缺血,达到治疗 BPH 的目的。
2.2 前列腺的血供
前列腺由膀胱下动脉、阴部内动脉及直肠中动脉分支供血。膀胱下动脉及直肠中动脉通常均起自髂内动脉,分出尿道动脉和包膜动脉 2 组分支。前列腺
 
第 2 章 综 述
的静脉则沿前列腺前外侧、弧形耻骨韧带和耻骨联合下部的后方、在膀胱和前列腺的前方汇流成静脉丛,并收集膀胱前部和前列腺分支静脉,最终汇入膀胱静脉和髂内静脉。前列腺动脉是直径通常在 1 至 2 mm 之间的小动脉,研究显示,前列腺动脉的直径并不取决于前列腺体积,而是取决于独立前列腺动脉的数量:只有 1个前列腺动脉的患者比 2 个前列腺动脉(约 1 mm)的患者有更大的动脉(约2 mm)[18, 27]。通常,前列腺的中央区域由中央腺体支供给,包膜支供给包膜和顶端。在 assis2015 的研究中,这两个分支在绝大多数病例中具有共同的起源(92.0%),只有 8.0%具有独立和独立的起源。Garcia Monaco 等人在其涉及 18 个男性骨盆解剖的研究中,证实了两个前列腺分支之间存在小的吻合。由于上动脉或前内侧动脉为位于中央、尿道周围和过渡区的前列腺增生结节提供血供,因此它是 PAE 期间栓塞的主要动脉。膀胱下动脉有多种起源,包括髂内动脉前支、闭孔动脉、阴部内动脉等,其识别可能很困难。现有的前列腺动脉的影像学研究中还没有统一的血管造影分类。髂内动脉侧支循环包括臀上动脉、臀下动脉和阴部内动脉,这 3 条动脉可被用于确定髂内动脉的分支模式,以便轻松识别骨盆的不同侧支动脉[28]。按照 de Assis 等人[29]的详细描述进行分类:膀胱下动脉的起源按其头尾位置(从上到下分支)分为五个亚型。这些包括:I 型:膀胱下动脉起源于髂内动脉的前支,与膀胱上动脉共干;II 型:膀胱下动脉起源于髂内动脉的前支,位于膀胱上动脉的下方;III 型:膀胱下动脉起源于闭孔动脉;IV 型:膀胱下动脉起源于阴部内动脉;V 型:膀胱下动脉起源于下腔静脉,这种类型不太常见,包括起源于阴部内副动脉、髂内动脉前支三叉或四叉、腹壁下动脉、髂内动脉后支或阴部内动脉远端。术前了解患者的分型对 PAE 的方案制定具有重要的意义。I 型模式通常难以插管[29]。膀胱上动脉和膀胱下动脉的共同主干通常较短,有时向头端方向,
随后为尾端和外侧方向的曲线。在这些情况下,微导管插入是困难的或不可能的,尤其是当存在动脉粥样硬化改变或大面积动脉硬化时。起源于髂内动脉前段(II 型)和闭孔动脉(III 型)的膀胱下动脉和前列腺动脉与非靶器官栓塞的相关性较低。在 II 型模式中[29],下腔静脉主干的长延伸导致返流较少。而在 III 型模式中,即使在短主干的情况下,返流则倾向于栓塞到骨盆骨和肌肉
 
第 2 章 综 述
结构,一般没有严重并发症。然而,必须小心避免异位栓塞,尤其是在小血管中。血管扩张剂在血管痉挛的情况下,或者在改善顺行血流可能有一定帮助,但是它们也可能扩张骨盆动脉吻合口为 PAE 带来困难[29]。在 Frenk 等人最近的一项研究中,前列腺体积减少与前列腺缺血程度相关。考虑到减少并发症、减少手术时间和放射暴露、避免非靶点栓塞,以及不必要的导管和导丝操作而损伤其他血管,可能中央腺体和包膜分支的栓塞即可实现最佳的 BPH 治疗,不过该方案仍需进一步研究确认。
2.3 与前列腺动脉有关的成像技术
DSA 仍然是评估血管的金标准[30],尤其是对于较小的分支或血管吻合具有良好的分辨能力。此外,DSA 也是确定肿瘤供血动脉的主要途径,可用于指导介入治疗。然而,DSA 是一种有创性的手术,受到血管损伤和成本的限制。同时,由于血管的重叠,单独使用 DSA 有时很难识别的前列腺区域的小动脉[31, 32],导致手术时间长、辐射剂量高或非靶向栓塞。随着放射学技术的发展,多层螺旋 CTA 以其独特的优点成为血管成像研究中越来越多的重要技术,包括观察不同方向的血管病变,并通过 CT 后处理技术研究血管病变不同阶段的血流变化。术前 CTA 无创成像可在手术前识别前列腺缺乏识别某些小前列腺动脉的敏感性[35]。根据我们的经验,根据 CT 血管造影结果,很难完全准确地预测双侧栓塞在技术上是否可行[27]。然而,一些男性固有的小前列腺动脉接近大多数临床 CT 扫描仪的空间分辨率极限,因此可能无法通过常规下肢 CTA 协议充分显示[36]。另一种广泛应用的方法是在 DSA 术中使用 CBCT 血管造影,这是一种允许在靶动脉内单次注射造影剂后评估复杂血管解剖结构的技术。CBCT 由于具有将对比剂直接注入靶血管的优势,能够显示细微的供血动脉,并提供三维信息[37-39],因此可以更好的显示前列腺区域的解剖学关系。与传统 CT 血管造影术相比 ,CBCT 能以更低的辐射剂量识别前列腺区的动脉情况,并且提高信噪比和 CNR。几项研究[37-40]已经表明 CBCT 在各类栓塞术中的作用。研究显示,通过使用 CBCT 作为 DSA 的辅助手段,可以明显提高前列腺动脉起源的
 
第 2 章 综 述
检出率(P=0.036)和吻合口的检出率(P=0.039)。事实上,在 60.8%的病例中,CBCT 提供了单独 DSA 过程中未发现的基本信息[41]。CBCT 在识别吻合口方面尤其重要。因此通过 CBCT 提供的重要的额外信息,尤其是对阴茎海绵体、直肠、膀胱和精囊供血动脉的分辨,可以使 PAE 更加安全,而不会影响治疗效果[42]。但是 CBCT 也存在一些缺点,除了耗时和增加对比剂使用量以外,最主要的缺点是增加了患者接受的总辐射剂量[43-46]。有学者建议使用术前 MRA 作为一种替代方案[47-48],术前进行 MRA 检查可缩短 PAE 时间并降低辐射剂量,缺点主要在于低空间分辨率、采集后需进行后处理操作、以及增加时间和医疗成本。MRA 的 3D 重建对检测前列腺动脉的起源、轨迹和数量方面具有较高的敏感性和阳性预测价值。研究显示[49],MRA 能够识别前列腺动脉的数量,灵敏度为 91.5%(97/106),阳性预测值为 100%(97/97),使 PAE 的时间、辐射照射和造影剂剂量分别减少 33.6%、63.2%和 37.7%,并有助于构建个体化的手术插管方案。虽然 MRA 的空间分辨率低于 CTA,但 MR 成像提供精确体积评估和腺体特征的能力,以及无辐射的优点使其与 CT 相比成为评估的首选[50-51]。MRA 的后处理三维图像非常适合于术前计划,并且只需很少的额外时间和费用即可获得。虽然由于前列腺动脉直径较细使得旋转 MIP 在识别其来源或将其与直肠和膀胱动脉区分时无法单独使用,但前列腺动脉在轴位和冠状位上较容易显示。多平面重建的MRA 图像可以识别前列腺动脉起源与髂内动脉的关系,并且通过 MRA 识别的起源在绝大多数 DSA 造影中已得到确认[47]。
2.4 总结
综上所述,BPH 涉及的盆腔结构复杂,动脉个体之间变异较大,为了避免 PAE 异位栓塞的并发症,对患者进行血管术前个体化评估至关重要。最佳的术前评估手段须显示出前列腺动脉的开口及吻合情况,同时尽量减少患者的放射暴露和医疗成本。
 
第 3 章 资料与方法
3.1 材料和方法
回顾我院 2021 年 6 月至 2021 年 12 月期间行前列腺 MR 动态增强检查的患者 90 例,并选择下肢 CTA 检查患者 100 例,盆腔 CT 增强检查患者 33 例对照。分别用 CT 和 MRI 的后处理工作站进行重建,对前列腺动脉的清晰度、连贯性、条数进行评价。具体评价标准如下:使用 4 点 Likert 量表评估定性图像质量,分别对每侧骨盆的前列腺动脉可见度进行评级(1=前列腺动脉不可见,2=前列腺动脉仅近端可见;3=在前列腺的整个过程中可看到,无实质内分支;4=前列腺动脉可见,有实质内分支)。能见度评分为 2 分或更高被定义为诊断性。可见度评分为 2 分时,对髂动脉的描述足以确定 PAE 的排除标准。此外,确定前列腺动脉的起源可以简化 PAE 期间的超选择性导管插入术。Likert 量表1 分 前列腺动脉不可见2 分 前列腺动脉仅近端看见3 分 前列腺动脉整个过程可见,无实质内分支4 分 前列腺动脉整个过程可见,有实质内分支本研究采用 SPSS26.0 统计软件对数据进行统计学分析。任意两组间比较采用秩和检验;所有检验结果以 P<0.05 表示差异具有统计学意义。
(1)双能 CT 扫描参数;采用西门子双源 Force CT 设备检查,使用双能扫描协议进行扫描,80KV 和 Sn150kv 两种不同的能量,有效 mAS 为 250-125,检测层面在腹主动脉末端的层面,感兴趣区设置在腹主动脉上,采用追踪法扫描,阈值设置为 200HU,延迟 6s 开始扫描,层厚为 1mm,层间距为 0.7mm,6第 3 章 资料与方法螺距为 0.4,扫面时间约为 4s 左右,造影剂浓度为 370,流速设置为 5ml/s。药
总量为 80ml。(2)下肢 CTA 扫描参数;采用西门子双源 Force CT 设备进行多探测器行CT 血管造影。所有患者均置于仰卧位,双脚首先进入机架。从肾脏下极到脚趾进行成像。扫描参数如下:90KV 和 Sn150kv 两种不同的能量;有效管电流,200 mA,剂量调制(CARE Dose4D 剂量控制技术);阈值设置为 200HU,延迟 6s 开始扫描,层厚为 1mm,层间距为 0.7mm,螺距为 0.4,扫面时间为 4s左右,造影剂浓度为 370,流速设置为 5ml/s。药总量为 80ml。
(3)盆腔扫描参数;采用西门子双源 Force CT 设备进行多探测器行盆腔CT 增强扫描,采用(CARE Dose4D 剂量控制技术),管电压为 80KV,有效管电流,250 mAs 与 Sn150kv(125 mAs),延迟 35s 开始扫描,扫面时间为2.95s 左右,层厚为 5mm,内核使用 BR40,ADMIR 迭代重建选项,使用轴像重建。
(4)前列腺 MR 动态增强扫描参数:使用西门子 Skyra3.0T 超导型磁共振,以体线圈和腹部相控阵线圈作为发射线圈和接受线圈,患者采用足先进,仰卧位,主要序列为 T2-tse-sag-320-p2,T2-tse-dixon-tra+320-opp 采集同相位像,反相位像,水质分离像。层厚为 3.5mm,层间距为 3.85mm,采用轴位T1WI 图像及 T2WI 轴位图像,冠状位 T1WI,SE 序列,回波链长度 3,采集矩阵 320*240,翻转角度为 120;T2WI SAR0.63,DWI 序列 EP 序列,2D 激励,层厚为 3.5mm,层间距为 3.85mm,重复时间 TR 为 5400ms,回波时间75ms,象素带宽 1300HZ,翻转角度为 90。采集矩阵 24、0、0、157,相位编码冠状位,使用高压注射器经手背静脉注射于 DCE-MRI 第二期注射对比剂,钆替喷酸葡甲胺(Gd-DTPA),注射速度为 2.5ml/s 一共扫描 30 期。然后冲洗20 mL 生理盐水。
前列腺的各种良恶性病变为老年男性的常见疾病,无论是疾病的良恶性鉴别还是恶性肿瘤的分期,MRI影像都扮演了非常重要的角色。尤其是多参数MRI扫描的应用,不仅在病灶的发现和鉴别上,也在病灶活检方面提供了大量的信息,在临床上应用越来越广泛。在介入治疗方面,由于介入医生更加关注血管信息,因此传统上,仍然习惯使用前列腺CTA作为术前评估手段。我们的研究也发现,术前的前列腺动脉CTA具有最清晰的效果,CTA可以明确显示盆腔血管的钙化以及开口,与周围血管的吻合毗邻关系。通过后处工作站可以三维重建出前列腺动脉,直观、立体,更接近DSA造影时所见。不过,术前CTA虽然能够帮助我们识别细小的前列腺动脉,但是在放射暴露和造影剂使用方面却存在一定负担,尤其是对肾功能不全的患者群体中,使用对比剂的影响不容忽视。同时,同术中CBCT相比,仍难以判断前列腺动脉的开口/周围小血管网的吻合情况以及空间分布情况。近年来CBCT技术的进步使得我们能在DSA同时获取最佳的三维数据集,虽然时间和平面内空间分辨率低于DSA,但可以得到极佳的血管信息[52-56],因此术前的CTA检查作用正逐渐弱化,有研究认为考虑到术前CTA的放射暴露及医疗花费,不如采取术中CBCT进行血管评估的策略。尤其是考虑到DSA对分辨重叠结构的困难,术中CBCT现阶段基本是栓塞前的常规步骤。总之,CBCT除了作为PAE中使用的标准导航技术外,还可在栓塞前确认导致正中叶增生的动脉血管解剖结构,并通过识别潜在的非靶点栓塞来潜在地提高手术的安全性。Bilhim等人[57]在他们的经验中指出,受相对位置和解剖学关系影响,DSA区分后外侧前列腺动脉和直肠动脉比较困难;同样因为下骨盆和会阴有内脏重叠,这些情况下容易造成异位栓塞,而使用CBCT可以减轻异位栓塞的发生率。不过,Sandeep Bagla•Keith M.Sterling[58]则认为,PAE中的CBCT虽能够在栓塞和变异前检测非靶点栓塞的潜在部位解剖,并可能提高栓塞期间的安全性,但是也会增加数术中放射剂量。前列腺MR动态增强为评估前列腺病变的重要无创检查,在临床上已有成型的检查规范。虽然其空间分辨率稍低,同时容易受到伪影的影响,但是在20

第 5 章 讨 论
PAE术前的目的来看,已可提供足够的信息供术前规划。同时考虑到在动态增强扫描方案下已经能够准确捕捉到细小的前列腺动脉,同时对已有数据重建并不会增加患者的医疗负担和放射暴露,因此具有巨大的临床价值。我们认为在合适的患者中术前MR动态增强在多数情况下可以提供足够多的管信息,为PAE提供充分的血管导引。但是如果怀疑患者血管条件较差或核磁血管重建图像质量欠佳,则在患者肾功能等情况许可的情况下应该考虑行前列腺动脉CTA,以做好充分的术前准备。我们的研究中还对比了利用双能CT进行下肢CTA检查进行数据后处理的图像。双能CT虽然通过后处理技术在很大程度上能够改善图像质量,由于检查目的不同,采样时间并非前列腺动脉显影最佳时间,因此部分前列腺动脉显影效果欠佳,不能提供充分的诊断信息。本研究存在的不足之处,首先它来自一个单一的中心,是对一个相对较小的患者队列的回顾性分析。由于现阶段前列腺CTA临床需求量较少,且数据来源于不同的设备,均对图像质量评估产生了一定影响。本研究也没有术中DSA来验证术前检查血管信息的准确性。
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