DSA成像技術(shù)(NXPowerLite)

1、DSA成像技術(shù)醫(yī)學(xué)影像技術(shù)學(xué)教研室趙英紅概 論DSA的產(chǎn)生與發(fā)展數(shù)字減影血管造影（digital subtraction angiography,DSA)是80年代出現(xiàn)的一項(xiàng)醫(yī)學(xué)影像新技術(shù)，是電子計(jì)算機(jī)與常規(guī)X線血管造影相結(jié)合的一種新的檢查方法。 1895年11月8日倫琴發(fā)現(xiàn)了X線,幾周后有人就在尸體上進(jìn)行了手的動(dòng)脈血管造影的實(shí)驗(yàn)研究 1923年首次在人體上做了血管造影檢查 1931年Forsmann報(bào)告了心臟的X線造影 20世紀(jì)30年代中期,一些學(xué)者報(bào)告了經(jīng)腰部穿刺施行主動(dòng)脈、頸動(dòng)脈及周圍血管造影的方法 20世紀(jì)50年代初期,Seldinger對(duì)動(dòng)脈插管的方法改進(jìn)。時(shí)至今日，動(dòng)脈插管仍沿用此

2、法。 概 論DSA的產(chǎn)生與發(fā)展 1978年Wisconsin大學(xué)首先設(shè)計(jì)出了數(shù)字視頻影像處理器。 1980年2月Wisconsin大學(xué)進(jìn)行了10例病人DSA檢查。 1980年3月在Wisconsin大學(xué)安裝了商用原型機(jī)。 1980年11月在北美放射學(xué)會(huì)議上展示了三種商用機(jī)裝置。 此后許多國(guó)家加強(qiáng)了對(duì)DSA的進(jìn)一步研究，在機(jī)器性能、成像方式，方法和速度、圖像的存取，處理與顯示，組織器官的形態(tài)和功能的定性定量分析，自動(dòng)化和智能化程度等方面取得了明顯的進(jìn)展。Advantx-LCV/DLXAdvantx-LCV/DLX整機(jī)圖手術(shù)室為無(wú)菌操作C臂攝像管及影像監(jiān)視器數(shù)字減影血管造影數(shù)字減影血管造影DSA可

3、移動(dòng)的手術(shù)床DSA的應(yīng)用評(píng)價(jià) DSA檢查是電子計(jì)算機(jī)與常血管造影技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物。1：外周與中心靜脈注射對(duì)比劑。2：DSA與傳統(tǒng)的心血管造影。3：動(dòng)脈DSA與靜脈DSA。4：新的DSA檢查方法。5：DSA的發(fā)展方向：DSA系統(tǒng)的組成及特性1：X線的發(fā)生裝置：球管，高壓發(fā)生器，X線 控制器，附件等。2：圖像檢測(cè)裝置：光柵，影像增強(qiáng)器，光學(xué)系 統(tǒng)，X線電視攝像機(jī)，CCD,數(shù)字平板探測(cè)器。3:DSA圖像顯示：模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，數(shù)字邏輯運(yùn)算，數(shù)/模轉(zhuǎn)換器。4:DSA圖像處理：對(duì)數(shù)變換處理，時(shí)間濾波處理，對(duì)比度增強(qiáng)處理。5：高壓注射器：結(jié)構(gòu)（流率型），工作原理。旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極X線管的結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極X線管的電子轟擊面示

4、意圖旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極X線管陽(yáng)極的結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極球管的組成旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極球管的組成: 1)具有陰極用以發(fā)射子.2)陽(yáng)極受電子轟擊而輻射x線.3)在陰極和陽(yáng)極之間加上高電壓使電子產(chǎn)生高速運(yùn)動(dòng).4)管內(nèi)保持高真空度,使電子運(yùn)動(dòng)不受阻力(10-6mmhg)陽(yáng)極組成陽(yáng)極組成:靶面靶面,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子,轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸,軸承套軸承套 ,旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極應(yīng)具備的條件旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極應(yīng)具備的條件:1)原子序數(shù)高, 熔點(diǎn)高,散熱系數(shù)高,蒸發(fā)壓力低.2)陽(yáng)極的傾角 10 12 16 17 . 3)99,8%以上都轉(zhuǎn)化為熱能.陽(yáng)極特點(diǎn)陽(yáng)極特點(diǎn):1)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,造價(jià)高,瞬時(shí)負(fù)載功率大,暴光時(shí)間短,有效焦點(diǎn)面積小.轉(zhuǎn)速高(9000-10000/分).2)配有制動(dòng)電路

5、使高速旋轉(zhuǎn)的陽(yáng)極在短時(shí)間內(nèi)停下來(lái).(給一反向電壓).3)電子穿入靶內(nèi)一定的深度為:10kvp電子穿透的深度為50微米.臨床應(yīng)用臨床應(yīng)用:陽(yáng)極效應(yīng)(足跟效應(yīng))鎢的原子序數(shù)較高(z=74)熔點(diǎn)高3370度(但在1100度時(shí)容易形成再結(jié)晶,靶面形成龜裂).蒸發(fā)壓力低3x10 mmhg.鎢的導(dǎo)率差(0,4)而銅的導(dǎo)熱率很高(0,9)很接近銀的標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)熱率(1),故以銅為陽(yáng)極制成主體,鎢為靶面制成的球陽(yáng)極較好.西門(mén)子最近宣布的西門(mén)子最近宣布的”無(wú)熱容量無(wú)熱容量”電子束控球管電子束控球管:散熱率為散熱率為1muh/s.熱容量為熱容量為;6-7mhu. 球管的冷卻曲線水冷機(jī)DSA球管柵控：球管內(nèi)柵控，保證波形

6、mA起輝起輝余輝余輝成像脈沖成像脈沖Time傳統(tǒng)脈沖透視成像脈沖成像脈沖柵控透視消除軟射線的起暉、余暉效應(yīng)球管內(nèi)柵控X-rayAnodeGrid SwitchCathode冷卻油直接進(jìn)入陽(yáng)極靶面冷卻油直接進(jìn)入陽(yáng)極靶面 2.4 MHU MRC球管11000W 散熱率 MRC 球管 “透心涼”冷卻：高壓波形的影響單相全波高壓整流電路。三相六峰整流： 脈動(dòng)率為13-20%三相十二峰整流： 相位差30度 脈動(dòng)率2-3%濾過(guò)補(bǔ)賞縮光器定位及存儲(chǔ)固定濾線器及劑量強(qiáng)度增強(qiáng)管的原理結(jié)構(gòu)醫(yī)用X線電視方框圖可變視野增強(qiáng)管DSA圖像處理l一副理想的減影圖像的獲得，常常需要經(jīng)過(guò)一系列的處理。l時(shí)間濾波處理時(shí)間濾波處理

7、l對(duì)數(shù)變換處理對(duì)數(shù)變換處理l對(duì)比度增強(qiáng)處理對(duì)比度增強(qiáng)處理：lA、mask像，像，B、為造、為造影影 像像C、為減影像、為減影像 D、為對(duì)比度增強(qiáng)后的減影為對(duì)比度增強(qiáng)后的減影像。像。DSA的成像愿理 數(shù)字減影血管造影是通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)將血管影像上重疊的骨及軟組織消除，突出血管的一種技術(shù)。DSA的基本原理：1，常規(guī)DSA的原理。2，數(shù)字平板探測(cè)器的工作原理。數(shù)字減影血管造影原理圖lDSA是將未造影的圖像和造影圖像，分別經(jīng)影像增強(qiáng)器增強(qiáng)，攝像機(jī)掃描矩陣化，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字化，兩者相減而獲得數(shù)字化圖像，最后經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換成減影圖像，其結(jié)果是消除了造影血管以外的組織結(jié)構(gòu)，突出了被造影的血管影像。l陣列由縱橫排

8、列的直線相互垂直相交而成，一般縱行線數(shù)與橫行線數(shù)相等。各直線之間有一定的間隔距離，呈格柵狀，這種縱橫排列的格柵叫矩陣。l矩陣中被分割的小單元稱為像素。INNOVA4100兼容機(jī)DSA系統(tǒng)框圖平板探測(cè)器的發(fā)展簡(jiǎn)史2000年由美國(guó)GE公司首先研制成功了平板探測(cè)器。推出了人們期待已久的The Innova2000全數(shù)字化心血管顯影系統(tǒng)。此后，Revolution TM固態(tài)數(shù)字化探測(cè)器又相繼推出了2100-3100-4100兼容機(jī)。 平板的組成平板探頭由一個(gè)不定型二維陣列的硅簿模晶體管（TFT）和一個(gè)光電二極管組成與碘化銫閃光劑一并被放置與一個(gè)感光底層。然后使用與制造集成電路相類似的技術(shù)，把不定型硅各

9、種金屬和絕緣物質(zhì)擺放于玻璃基底上。形成TFT和二極管等的各種連接，閃光劑附著于這些材料表面，探頭側(cè)面的指狀接觸器上按裝有電子裝置，這些電子裝置向探頭進(jìn)行輸出，也用來(lái)探測(cè)信號(hào)和把信號(hào)數(shù)字化。探頭一側(cè)的電子掃描裝置可以激活TFT轉(zhuǎn)換器，以讀取所存儲(chǔ)的電荷。連接探頭兩邊的數(shù)據(jù)收集電子裝置把該電荷轉(zhuǎn)化為數(shù)字?jǐn)?shù)值。平板探測(cè)器的結(jié)構(gòu)平板探測(cè)器的運(yùn)行機(jī)制寬帶平板快速低噪聲動(dòng)態(tài)范圍的比較探測(cè)器運(yùn)行機(jī)制的比較 DSA的圖像采集1）DSA檢查前技術(shù)參數(shù)的選擇：A:確定DSA方式。B:采集時(shí)機(jī)及幀率。C:mask像的選擇。2）注射參數(shù)的設(shè)定：A:對(duì)比劑的用量和濃度。B:注射流率和斜率。C:注射壓力。l一、DSA的信

10、號(hào)lDSA使用X線成像，經(jīng)過(guò)對(duì)比劑的血管影像。在造影劑注入血管以前采集mask像。注入造影劑開(kāi)始及到達(dá)興趣區(qū)并出現(xiàn)最大濃度時(shí)采集造影像，也就是說(shuō)分兩次曝光，如果病人在曝光過(guò)程中保持體位不動(dòng)，兩次曝光所采集的圖像唯一差別是含有造影劑的血管它們二者的差值信號(hào)就是DSA信號(hào)。l在DSA中，感興趣區(qū)的信號(hào)是造影劑的投射碘濃度，即血管的直徑與該血管處血管內(nèi)碘濃度的乘積，隨著兩者的增加，DSA的差值信號(hào)也在增加。 二、DSA的信號(hào)幅度1、以時(shí)間值為X軸，視頻密度值為Y軸作圖，即得到時(shí)間視頻密度曲線。2、時(shí)間視頻密度曲線則間接地反映該興趣區(qū)碘的顯示過(guò)程。3、最理想的時(shí)間密度曲線是高的脈沖峰值和窄的脈沖寬度。

11、4、在實(shí)際中，許多工作中，許多因素影響時(shí)間濃度曲線。 5、在DSA中血管顯影所需要的最低限度的碘量與血管直徑成反比。DSA的影像處理1：窗口技術(shù)：窗寬，窗位。2：再蒙片。3：像素移位。4：圖像的合成或積分。5：匹配濾過(guò)與遞推濾過(guò)。6：對(duì)數(shù)放大與線性放大。7：補(bǔ)償濾過(guò)。8：界標(biāo)。9：興趣區(qū)處理。DSA的減影方式和成像方式 DSA的減影方式 1：時(shí)間減影：常規(guī)，脈沖，超脈沖，路標(biāo) 連續(xù)，時(shí)間之隔差。 心電圖觸發(fā)脈沖 2：能量減影 3：混合減影 DSA的成像方式 1：靜脈 2：動(dòng)脈 3：動(dòng)態(tài)：(旋轉(zhuǎn)式，步進(jìn)式，遙控對(duì)比劑跟蹤技術(shù)） 4:最佳角度定位系統(tǒng)。 5：3D成像系統(tǒng)。 時(shí)間減影是DSA的常用方

12、式，在造影劑注入興趣區(qū)以前，將一幀或多幀圖像作mask像儲(chǔ)存起來(lái)，并與時(shí)間順序出現(xiàn)的含碘造影劑充盈逐一進(jìn)行相減。這樣，兩幀間相同的影像部分消除了，而造影劑流過(guò)血管引起高密度的部分被突出地顯示出來(lái)。因?yàn)樵煊昂蚼ask像兩者獲得的時(shí)間先后不同，故稱為時(shí)間減影。旋轉(zhuǎn)式血管造影步進(jìn)式血管造影DSA圖像的質(zhì)量控制 影響DSA圖像的質(zhì)量因素 1）設(shè)備結(jié)構(gòu)： x線源 影像增強(qiáng)器 電視攝像系統(tǒng) 影像處理系統(tǒng)和顯示系統(tǒng) 2）成像方式和操作技術(shù)： 成像方式的影響 操作技術(shù)的影響 3）造影方法和對(duì)比劑： 造影方法的影響 對(duì)比劑的影響 4）患者本身因素： 改善DSA圖像質(zhì)量的措施DSA的適應(yīng)證和禁忌證適應(yīng)證：血管性疾

13、病腫瘤性疾病心臟冠狀動(dòng)脈疾病血管外傷的診斷與介入治療禁忌證：碘過(guò)敏嚴(yán)重的心，肝，腎功能不全嚴(yán)重的凝血功能障礙，有明顯出血傾向，嚴(yán)重的動(dòng)脈硬化。高熱，急性感染及穿刺部位感染。惡性甲狀腺功能亢進(jìn)，骨髓瘤。女性月經(jīng)期及妊娠三個(gè)月以內(nèi)者。 術(shù)前準(zhǔn)備 1; 病人準(zhǔn)備： 3 藥物準(zhǔn)備：全身主要介入檢查全身主要介入檢查 心臟心臟 冠狀動(dòng)脈疾病冠狀動(dòng)脈疾病 先心病先心病 電生理電生理肝臟肝臟 腫瘤治療腫瘤治療 肝活檢肝活檢胸腹主動(dòng)脈胸腹主動(dòng)脈肢體血管疾病肢體血管疾病腦血管腦血管 血血管管瘤瘤 動(dòng)靜脈畸形動(dòng)靜脈畸形 頸動(dòng)脈疾病頸動(dòng)脈疾病 腦血栓腦血栓脊柱脊柱 椎體成型術(shù)椎體成型術(shù) 骨盆骨盆 泌尿系血管栓塞泌尿系血管栓塞 骨盆疾病骨盆疾病DSA腦血管造影的優(yōu)點(diǎn)一：一次插管可任意選擇1支，2支，3支及更多血管，