第三講DSA成像技術(shù)

2.4 DSA(DigitalSubtractionAngiography)80年月繼CTX影相結(jié)合的一種的檢查方法。是繼CTX3血管造影： 〔將顯影劑注入血管里，X〕可消退骨骼和軟組織影，使血管顯影清楚。數(shù)字減影血管造影〔DSA〕 是利用計算機(jī)處理數(shù)字化的影像信息，以消退骨骼和軟組織影的減影技術(shù)，是一代血管造影的成像技術(shù),是影像醫(yī)學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)、計算機(jī)技術(shù)結(jié)合而進(jìn)展起來的邊緣科學(xué)技術(shù)。4

數(shù)字減影血管造影〔DSA〕示意圖51895年覺察X2Haskek和Lindental液進(jìn)展動脈造影的嘗試。隨著血管造影技術(shù)和造影劑的不斷改進(jìn)，尤其是1953Seldinger插入導(dǎo)管，使經(jīng)皮穿刺法成為簡便、安全的動脈造影術(shù)。1963ZiedesdesplatnesB.G此重疊的兩片掩蓋于未感光的X法手續(xù)繁瑣，不易重疊而產(chǎn)生偽影，因此在臨床上沒有推廣應(yīng)用。7070WisconsinArizonaKeilKinderKlink1977Nudelman教授獲得了第一張DSA1980111981DSA6

血管造影術(shù)簡史制造者美國的威斯康星大學(xué)的Mistretta小組亞利桑納大學(xué)的Nadelman小組首先研制成功198011近20年來，由于計算機(jī)、電視系統(tǒng)、X線影像增加器和數(shù)字電子儲存設(shè)備的改進(jìn)，其DSA的影像質(zhì)量日臻完善，使DSA技術(shù)廣泛應(yīng)用于臨床的各方面。7DSA數(shù)字減影血管造影是利用影像增加器將透過人體后已衰減的未造影圖像或造影圖像的X線信號增加，再用高區(qū)分率的攝像機(jī)對增加后的圖像作系列掃描。即把整個圖像按肯定的矩陣分成很多小方塊，即象素。所得到的各種不同的信息經(jīng)模/數(shù)轉(zhuǎn)換成不同值的數(shù)字，然后存儲起來。再把造影圖像的數(shù)字信息與未造影圖像的數(shù)字信息相減，所獲得的不同數(shù)值的差值信號，經(jīng)數(shù)/模轉(zhuǎn)制成各種不同的灰度等級，在陰極射線管上構(gòu)成圖像。由此，骨骼和軟組織的影像被消退，僅留下含有比照劑的血管影像。89視頻影像的形成XX線量不同，形成亮度不同的X線影像，經(jīng)影像增加器增加，并為其內(nèi)的電視攝像管采集時所獲得的電子波束即轉(zhuǎn)化為一系列不同電壓、既不同強(qiáng)度的視頻信號VideoSingal視頻影像VideoImag。10數(shù)字影像的形成經(jīng)對數(shù)增幅處理后視頻影像仍屬模擬像〔Analogimag?！搽妷簲?shù)值〕〔二進(jìn)位的數(shù)〔Pixel〕,進(jìn)而將視頻影像變成數(shù)字影像Digitalimag。1112

象素轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)字矩陣象素越小,越多，矩陣越大，則圖像越清楚。如將數(shù)字矩陣的數(shù)字經(jīng)數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成模擬圖像，并于影屏上顯示，則這個圖像就是經(jīng)過數(shù)字化處理的圖像。采集矩陣的大小很大程度上受設(shè)備、計算機(jī)性能的制約。13光學(xué)減影時間減影能量減影混合減影數(shù)字體層減影14

數(shù)字減影及其類型時間減影法頻信號經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)成256*256、512*512、1024*1024的數(shù)字矩陣，分別儲存在計算機(jī)的二個儲存器中。造影前的影像稱蒙片圖像，造影后的影像稱顯影圖像。后令計算機(jī)將顯影圖像數(shù)據(jù)減去蒙片圖像數(shù)據(jù)，剩下的只有血管影像數(shù)據(jù)。此數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換器處理后，再以顯示于監(jiān)視器上，此影像即為減影像。這種減影方法是通過不同時間獲得的兩個影像相減而成，故稱時間減影。缺點(diǎn)：易因器官運(yùn)動而使攝像不能完全重合，致血管減影影像產(chǎn)生偽影〔配準(zhǔn)技術(shù)〕15時間減影數(shù)字減影處理流程1617181920

顯影圖像蒙片圖像能量減影利用造影劑與四周組織間能量衰減的差異進(jìn)展減影，稱能量減影。X33keVK假設(shè)在略高或略低于K緣能量條件下成像，然后將兩種不同能量的影像相減，則得保存碘信息的影像(血管影像)。21

優(yōu)點(diǎn)：能量減影對氣體和軟組織影像消退較好；缺點(diǎn)：骨組織則不能有效的消退。混合減影通常利用時間和能量兩種減影技術(shù)結(jié)合而形成混合減影。原理是通過時間減影減去骨和軟組織，再通過能量減影除去氣體和器官運(yùn)動干擾〔如心，大血管博動和腸蠕動等，從而只剩下血管影像，減影效果好。435%~40%，因此，對小血管顯示不利，此為混合減影的缺點(diǎn)。22DSA又稱動態(tài)數(shù)字減影體層減影C。利用物理學(xué)變量深度進(jìn)展減影，故適用于解剖構(gòu)造簡單的平面，其原理與常規(guī)體層攝影近似，但DSA所顯示血管內(nèi)造影劑廓清是動態(tài)的，而非血管構(gòu)造則被去掉。減影的效果優(yōu)于一般體層攝影。23減影像的顯示和存儲數(shù)字減影像再經(jīng)數(shù)/模轉(zhuǎn)換器〔D/Aconverter〕處理后既可轉(zhuǎn)換為模擬圖像，并以不同灰階度的影像顯示于電視監(jiān)視屏上。造影像瞬間與蒙片自行順次減影并形成一系列減影像，從而可實(shí)時觀看到其動態(tài)，即實(shí)時顯像。換的數(shù)字減影像輸入磁盤或磁帶記錄存檔作永久存儲。24成像后的后處理DSA成像技術(shù)比常規(guī)血管造影之另一優(yōu)點(diǎn)是：既在獲得減影像后，還可通過計算機(jī)檢索，將存儲的數(shù)字減影像調(diào)出重顯于電視監(jiān)視屏上，并利用DSA系統(tǒng)的各種后處理功能進(jìn)展后處理，以獲得最滿足的影像或某些特別要求。常用的成像后的后處理技術(shù)有：再次減影處理、圖像比照度增加處理、Gamma補(bǔ)償和反轉(zhuǎn)對數(shù)處理、空間濾過處理、再配準(zhǔn)和水平補(bǔ)償處理、濃度測量和時間-濃度曲線測定、點(diǎn)距測量、放大和消隱處理。25DSAX線機(jī)影像增加器高區(qū)分力攝像機(jī)電子計算機(jī)高區(qū)分力錄像機(jī)〔磁帶，磁盤或光盤；高壓注射器操作臺等。DSADSA電子計算機(jī)系統(tǒng)對成像系統(tǒng)的要求XDSAX快速圖像處理機(jī)。用來實(shí)時地處理系列圖像并顯示之X計算機(jī)數(shù)字圖像處理器視頻圖像轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字圖像的矩陣化圖像顯示，存儲、拷貝等外設(shè)局部電子計算機(jī)系統(tǒng)電子計算機(jī)系統(tǒng)概念數(shù)據(jù)獲得系統(tǒng)CPU存貯器電子計算機(jī)系統(tǒng)概念DSA的關(guān)鍵部件，是一種可以輸入數(shù)據(jù)，利用存放在存貯器中的程序執(zhí)行算術(shù)或規(guī)律運(yùn)算，對信息進(jìn)展處理，并可在適當(dāng)輸出設(shè)備上顯示輸出數(shù)據(jù)的電子設(shè)備。它包括系統(tǒng)掌握和圖像處理兩局部。系統(tǒng)掌握局部：掌握收集圖像數(shù)據(jù),X線發(fā)生器、曝光條件、掌握掃描系統(tǒng)的工作，調(diào)整攝像機(jī)內(nèi)各種參數(shù)，并轉(zhuǎn)變光圈的大小，對貯存圖像在監(jiān)視器上進(jìn)展顯示等作用。圖像處理局部：是對模/數(shù)轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)進(jìn)展各種算術(shù)規(guī)律運(yùn)算，并對減影的圖像進(jìn)展各種后處理。數(shù)據(jù)獲得系統(tǒng)DSAX線機(jī)、電視攝像機(jī)及中心處理器之間供給接口。它接收來自增加器的信號，把它轉(zhuǎn)換成適用于計算機(jī)處理的數(shù)字信號，并將已轉(zhuǎn)換的信號送到中心處理機(jī)。37CPU它是計算機(jī)的心臟，是數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中執(zhí)行算術(shù)/規(guī)律運(yùn)算的局部。存貯器器和半導(dǎo)體存貯器。半導(dǎo)體存貯器用集成電路取代小磁環(huán)，由晶體三級管和二級管組成，同樣體積而具有更大的存貯容量。關(guān)心存貯器有磁盤、磁帶等，其功能是補(bǔ)充主存貯器容量的缺乏。對成像系統(tǒng)的要求DSAX光闌掌握與光通量調(diào)整采樣與曝光的匹配同步DSAX首先對最常承受的脈沖圖像采樣方式，要求X線球管能夠承受連續(xù)屢次脈沖曝光的負(fù)荷500mA，能進(jìn)展快速換片脈沖爆光的X線機(jī)。其次，DSAX線能量必需穩(wěn)定。高壓發(fā)生裝置要承受三相十二波整流的X線機(jī)或逆變式X線機(jī)，保證高壓輸出的穩(wěn)定性。41光闌掌握與光通量調(diào)整DSA的X線成像系統(tǒng)中,影像增加器的動態(tài)范圍很大，在不同的曝光劑量下都能輸出良好比照度的增加圖像。X—TV的動態(tài)范圍響應(yīng)主要依靠影像增加器和攝像機(jī)之間光學(xué)構(gòu)造中的一個光闌束掌握的成像信息；當(dāng)影像增加器輸出的光線很強(qiáng)時，光闌關(guān)閉到最小，電視攝像機(jī)僅承受從光闌的中心小孔中照耀過來的光強(qiáng)信息。光闌還可屏蔽一些圖像噪聲的折射和散射光線,能有效果地增加X圖像的信噪比。采樣與曝光的匹配同步采樣是指對模擬視頻信號經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)變成數(shù)字圖像信號的過程。采樣與曝光的匹配及同步涉及到幾個方面的狀況：采樣時應(yīng)留意視頻制式的特點(diǎn)；曝光時應(yīng)考慮何時利用光強(qiáng)信息；匹配同步時應(yīng)主要了解機(jī)器系統(tǒng)的反響速度以及能到達(dá)的時間精度。在DSA的超脈沖和連續(xù)減影方式中，整個血管造影期間，每一視頻場X線照耀量都是均勻全都的。但對于DSA的脈沖減影方式，由于攝像槍成像的遲滯特性，每一視頻場圖像的信號時間。等到信號幅值穩(wěn)定時進(jìn)展采樣，才能保證兩場之間的信號幅值全都性。DSA的一般工作流程DSA光電倍增管自動劑量掌握〔VIDEOMATIC〕工作原理DSA依據(jù)將造影劑注入動脈或靜脈分類DSA〔intraarterialDSA，IADSA〕DSA〔intravenousDSA，IVDSA〕IADSA血管成像清楚，造影劑用量少，所以應(yīng)用廣泛DSAIADSA是將導(dǎo)管插入動脈后，經(jīng)導(dǎo)管注入肝素3000～5000u，行全身低肝素化，以防止導(dǎo)管凝血。將導(dǎo)管尖插入欲查動脈開口，導(dǎo)管尾端接壓力注射器，快速注入造影劑。注入造影劑前將IITV1～37～10經(jīng)操作臺處理即可得減影的血管圖像。靜脈DSAIVDSA或針剌靜脈，向靜脈內(nèi)注入造影劑,再進(jìn)展減影。1．優(yōu)點(diǎn)：〔1〕比照度區(qū)分率高。DSA5％即可顯影，而常規(guī)膠片一增感30～40％的濃度才能顯影。減去了血管以外的背景，尤其使與骨骼重疊的血管能清楚顯示。VDSA靜脈注藥能使動脈顯影，避開動脈插管，削減危急性，門診病人也可檢查，比較安全。IADSA由于造影劑用量少，濃度低，可選用較細(xì)的導(dǎo)管，損傷小，比較安全，對肝、腎功能的要求較常規(guī)造影放寬。DSA2．缺點(diǎn)：〔1〕影響減影效果。DSAIVDSADSA溫濕度相關(guān)學(xué)問溫度：表示的是物體的冷熱程度。濕度：通常又叫相對濕度，是空氣中水蒸氣量與相對壓力下的飽和水蒸氣量之比，習(xí)慣上表示為：％RH45％RH。18-25℃各種條件下適宜的相對濕度人最有利的環(huán)境濕度55％RH--65％RH最有利的防病,病環(huán)境40％RH--55％RH計算機(jī)、通訊器材45％RH--60％RH40％RH--60％RH52溫濕度超標(biāo)的危害對當(dāng)今設(shè)備而言，因其包含大量周密機(jī)械電氣傳動、計算機(jī)掌握及信息存儲、圖像顯示等技術(shù)。環(huán)境溫度過高簡潔引起散熱不良，輕則導(dǎo)致集成電路工作特別，重則導(dǎo)致掌握芯片和線圈燒毀；溫度過低，集成電路和設(shè)備潤滑系統(tǒng)常常無法工作。環(huán)境濕度過高時，空氣中的水份因達(dá)臨界溫度即分散并附著于電氣元件上，導(dǎo)致電氣性能轉(zhuǎn)變，周密機(jī)械外表因長期受潮而生銹會降低周密度，甚至引起Ｘ線高壓放電或擊穿〔球管和顯示器等；環(huán)境濕度過低導(dǎo)致的靜電輕則使計算機(jī)內(nèi)存數(shù)據(jù)及磁盤數(shù)據(jù)喪失，造成電子障礙，重則靜電火花會引起爆炸和火災(zāi)，危機(jī)人身、設(shè)備安全。53如何正確掌握溫濕度因此正確、合理地掌握溫度和濕度，制造出一個良好的小氣候，對于醫(yī)療效勞和醫(yī)療設(shè)備而言都是極其重要的。一般的空調(diào)設(shè)備對溫度的調(diào)整已能滿足應(yīng)用的要求，而對于濕度的掌握卻有點(diǎn)力不從心。針對我國不同地域的氣候特點(diǎn)，通常北方地區(qū)較為枯燥〔尤其在冬季加濕器則可發(fā)揮很好的作用。據(jù)試驗(yàn)爭論，當(dāng)空氣中的相對濕度到達(dá)45％ＲＨ以上時，靜電現(xiàn)象會自然消逝。由于靜電是由于空氣中枯燥物體間絕緣電阻高所致。而南方地區(qū)則較為潮濕〔尤其是梅雨季節(jié)，除濕機(jī)則是畢不行少的配置。對于像核磁共振這樣的大型醫(yī)療設(shè)備，因其溫濕度要求嚴(yán)格，且散熱量較大，最佳的選擇是具備恒溫、恒濕功能的機(jī)房專用空調(diào)。5455

數(shù)字減影血管造影〔DSA〕設(shè)備的進(jìn)展DSA平板檢測器(flatpanel.FP)型DR+DSA型DSACCD裝置完全替代了攝像管普遍實(shí)現(xiàn)了三維信息采集監(jiān)視器的改進(jìn)軟件功能的改進(jìn)降低劑量措施的改進(jìn)消退腹部偽影的技術(shù)其他改進(jìn)56CCD目前全部廠家生產(chǎn)的大型DSA設(shè)備均承受電荷耦合器件〔CCD〕替代了傳統(tǒng)的攝像管采集來自影像增加管的光學(xué)信號。目前普遍承受的CCD1001024212bit的區(qū)分4096的區(qū)分力。設(shè)計上也有公司承受醫(yī)學(xué)專用者代替通用型者。57實(shí)現(xiàn)了三維信息采集DSA設(shè)備均可承受旋轉(zhuǎn)曝光方式的三維信息采集以實(shí)現(xiàn)三維圖像顯示，旋轉(zhuǎn)速度從最初的15°-20°/秒，目前已可達(dá)40°-60°/秒，一次最大旋轉(zhuǎn)角度可達(dá)305°。到某些非血管構(gòu)造的三維顯示，如頜骨。58監(jiān)視器的改進(jìn)Philips的圖像閃耀。此外，一些公司實(shí)施了三〔電子〕槍掃描方式，從而在背景亮度較大時仍可獲得高區(qū)分力的圖像。59軟件功能的改進(jìn)除了已經(jīng)較成熟的旋轉(zhuǎn)采集,三維顯示功能外，DSA目前已可實(shí)施血管內(nèi)窺鏡顯示,心臟功能分析，冠狀動脈分析，血管分析等功能。動態(tài)數(shù)字補(bǔ)償是通過造影檢查中的動態(tài)調(diào)整使圖像始終保持最正確質(zhì)量的方式。 不同廠家的方式各有不同.司承受的是動態(tài)密度優(yōu)化處理方式，即以興趣區(qū)(ROI)內(nèi)的影像信息反響作為調(diào)整各項(xiàng)GE公司提出了一種擴(kuò)增透視系統(tǒng),3D2D影像融合的透視顯示方式。60降低劑量措施的改進(jìn)數(shù)字脈沖透視曝光:可依據(jù)需要設(shè)置各種脈沖模式.據(jù)介紹最多可節(jié)約達(dá)90％的曝光劑量。無輻射病人定位:即應(yīng)用凍結(jié)的圖像作為參照的定位系統(tǒng)X線濾過:如使用鉬濾過,以得到更宜的射線能譜。mA調(diào)整系統(tǒng)。自動γ曲線調(diào)整〔0.3秒內(nèi)完成。對因活動而不易保證減影質(zhì)量的局部.承受調(diào)整圖像比照不作減影的直接顯示方式，削減屢次蒙片曝光的劑量。61消退腹部偽影的技術(shù)島津公司承受了一種RSM－DSA〔RealtimesmoothedMask-DSA〕的成像方式，即對易因活動產(chǎn)生減影影像偽影的部位，特別是腹部，在曝光中有意使蒙片模糊，再與血管顯3D62其他改進(jìn)下肢血管無縫拼接顯示3D定位顯示2D3D導(dǎo)向徑路圖〔roadmap〕顯示以血管自身(而不是導(dǎo)管)作標(biāo)準(zhǔn)參照的測定定量方式63一、適應(yīng)證與禁忌證

DSADSA１．適應(yīng)證〔１〕頸動脈及其分支和椎動脈狹窄或堵塞，臨床上有缺血病癥。〔２〕顱內(nèi)出血性疾病。常為顱內(nèi)動脈瘤、動靜脈畸形等血管性病變。〔３〕顱內(nèi)占位性病變。明確腫瘤的形態(tài)、范圍和供血并進(jìn)一步作定性診斷。64２．禁忌證〔１〕過敏；〔２〕重的心、肝、腎疾患；〔３〕嚴(yán)峻的血管硬化；〔４〕高熱、急性炎癥；〔５〕穿刺部位感染。65二、造影參數(shù)的選擇比照劑為40％-60％復(fù)方泛影葡胺。或相應(yīng)碘含量的非離子型比照劑，頸總動脈造影，總量10-14ml，流速６-７ml／s；頸內(nèi)動脈比照劑用量６-８ml，流速３-４ml／s；椎動脈比照劑用量６-８ml，流速３-４ml／s；頸外動脈比照劑用量４-６ml，流速２-３ml／s66三、造影體位設(shè)計及程序 頸內(nèi)動脈造影常規(guī)體位是標(biāo)準(zhǔn)的正側(cè)位。透視矯正體位時，正位為兩巖骨對稱位于眼眶內(nèi)下２／３，側(cè)位為水平側(cè)位兩外耳孔重合，必要時傾斜Ｘ線球管。對于動脈瘤等某些病變，可加照15°-30°的斜位，以顯示動脈瘤的根部。左前斜60°-65°位可使主動脈弓、頸動脈及椎動脈清楚顯示且彼此分別；70°左或右后斜位，可使頸內(nèi)與頸外動脈起始局部別；30°斜位可較好區(qū)分頸內(nèi)動脈虹吸部。椎動脈造影常規(guī)位是標(biāo)準(zhǔn)的側(cè)位，湯氏位及華氏位。透視下矯正體位，湯氏位時增加器向頭端傾斜30°-50°，兩巖骨位于兩眼眶的上緣，可見枕骨大孔；側(cè)位為水25°左或右前斜位可顯示乙狀竇與頸靜脈球。DSA的成像方式：常規(guī)脈沖方式，２-３幀／ｓ，曝光至靜脈竇顯示為止。不協(xié)作易動者可選用超脈沖方式，25／ｓ。67一、肺部ＤＳＡ〔一〕適應(yīng)證與禁忌證１．適應(yīng)證

DSA 肺動脈造影適用于肺的某些先天性和血管性病變，肺栓塞和肺動脈高壓等。將造影導(dǎo)管尖端置于肺動脈干或右心室流出道內(nèi)進(jìn)展造影，此法適于兩肺多發(fā)病變，如肺靜脈擴(kuò)張、肺動靜脈瘺、肺動脈瘤、肺動脈干及其分支狹窄、肺栓塞、肺動脈高壓及白塞病等。將造影導(dǎo)管尖端放置在左、右肺動脈或葉、段落動脈內(nèi)行選擇或超選擇性造影，適于顯示微細(xì)病變、觀看病變與肺動脈的關(guān)系，如微小動靜脈瘺、血管特別、肺栓塞、肺癌等。68２．禁忌證〔１〕患者已是惡液質(zhì)；〔２〕心肺、肝、腎功能衰竭者；〔３〕碘過敏或嚴(yán)峻出血傾向者；〔４〕甲亢、高熱及急性炎癥者；〔５〕穿刺部位感染；〔６〕脊髓神經(jīng)功能障礙或精神狀態(tài)不健全者。69〔二〕造影參數(shù)選擇肺動脈造影因心臟的運(yùn)動可選用超脈沖方式采集，每秒25幀，曝光采像至靜脈回流左房。造影劑濃度60％復(fù)方泛影葡胺或相應(yīng)濃度的