数字减影血管造影(DSA)成像技术_dsa数字减影血管造影

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数字减影血管造影（DSA）成像技术

来源：本站原创 作者：王骏 发布时间：2007-11-21

数字减影血管造影（DSA）成像技术

南京军区南京总医院医学影像研究所（210002）王骏

DSA的产生及发展

为了研究血管系统的状态，通常在血管内注入对比剂，然后进行X线照相，得到血管造影图像。但图像中的血管影像会与其它各种组织结构的影像重叠在一起，不利于医生阅读。为此，数字减影血管造影（DSA）应运而生，它是二十世纪八十年代继CT产生之后的又一项新的医学成像技术，是计算机与传统X线血管造影相结合的产物。DSA作为一种专门显示血管的技术包含了两部分内涵，一是数字化，二是减影。首先将模拟信号转换为数字信号，以提供给计算机处理。其次，在造影前和造影后对同一部位各照一张相，然后将两张图像相应部分的灰度相减。理论上，如果两帧图像的拍摄条件完全相同，则处理后的图像只剩下造影的血管，其余组织结构的影像将被全部消除。

早在1934年Zides plantes就报告过胶片减影法。随着电视技术的发展出现了电子减影法。二十世纪六十年代Sashin对X线影像的模拟磁盘存储技术作了研究，1970年前在模拟磁盘上储存未经计算机加工处理的视频图像信息，并进行减影的技术已有普遍的采用。1978年Wisconsin大学Kruger领导的一个研究小组最先设计出数字视频影像处理器，从而奠定了数字减影血管造影的基础。在此期间，Arizona大学和Kiel Kinder Klinik的研究者们又各自对数字视频成像程序进行了补充和完善，1980年2月Wisconsin大学已对10例病人进行了数字减影血管造影，Arizona大学也进行了大量的临床应用。1980年3月，在Wisconsin大学和Cleveland Clinic医院安装了数字减影血管造影的商用机。DSA是由美国 的威斯康星大学的Mistretta小组和亚利桑纳大学的Nadelman小组首先研制成功，于1980年11月在芝加哥召开的北美放射学会上公布，在1981年布鲁塞尔召开的国际放射学会上受到推荐。随后许多研究者采用这种数字视频影像处理器，在动物和人体上进行了时间和能量减影的研究。

随着介入放射学的发展，DSA技术构成介入放射学的重要组成部分，是血管性造影和血管性介入治疗不可缺少的工具。DSA技术随着人们对它认识的不断深化，造影方法的不断改进，应用领域的不断扩大，机器性能的不断改善，功能的不断增加，特别是与介入放射学的结合，它的优势愈来愈明显。这种技术不仅为疾病诊断服务，而且为疾病治疗提供了先进的手段，是一种微创的手术，与内科、外科并列为第三大治疗学科，使介入放射学成为临床治疗学科。由于其他影像设备的改进和发展，在血管成像方面与DSA具有互补性，在某些部位还有一定的竞争力，如：CT血管成像(CTA)、MR血管成像(MRA)及其重建，可显示全身的血管。CTA和MRA较DSA检查来说基本无创伤，但是CTA与MRA有一个层面重建成像的问题，DSA在血管成像方面实属金标准。

随着电视技术、影像增强技术、数字技术、光电子技术、微电子、计算机技术、图像处理技术等的发展，数字减影血管造影技术已从过去单一C臂机，发展到步进DSA、双C臂同时立体减影、旋转式DSA的出现，以及平板式DSA等，为介入放射学的发展作出了巨大贡献。目前，DSA正向高度一体化、系统化、程序化、自动化、数字化、网络化、遥控化、简便化发展。图像存储容量大，实时处理快，像质高，操作简便，图像数字式久储不变，X线剂量减少，对病人损害减轻，能对病变作定量分析，多方位采集立体成像，高分辨率数字记录、显示、储存系统，整个DSA成像链的相关部件的性能、参数，自动进行数字闭环式的优化调节，以致选择一个较理想的成像方案。

DSA的评价 随着DSA设备性能的改进、介入放射学的发展，DSA的动脉法，特别是选择性和超选择性DSA动脉的开展，已广泛地应用于全身各部位的血管造影，以及全身各部位经血管性的介入治疗，完全替代了传统的各部位血管造影。DSA与传统的血管造影相比：①图像密度分辨率高，可显示出密度差值为1%的影像。②DSA的血管路径图功能，能作插管的向导，减少手术中的透视次数和检查时间。③图像系列的摄制、储存、处理和传递都采用数字形式，便于图像的各种处理、光盘储存、图像远程传输与会诊。④能消除造影血管以外的结构，图像清晰且分辨率高。⑤能作动态研究，如：确定心脏功能参数(射血分数、体积变化等)，研究对比剂在血管内的流动情况，从而确定器官的相对流量、灌注时间和血管限流等。⑥具有多种后处理功能，对图像进行各种处理、测量和计算，有效地增强诊断信息。⑦造影图像能长期存盘、反复观察，且无信息损失。⑧DSA对微量碘信息敏感性高，造影剂用量少、浓度低，而图像质量高。⑨心脏冠脉DSA成像速度快、时间分辨率高、单位时间内可获得较多的画面。

DSA的缺陷在于：①静脉DSA空间分辨率低，对于2mm的血管难以辨认。②DSA外周静脉法造影剂用量大、浓度高、循环时间长，对比剂被血液稀释、成像质量较差。③静脉DSA血管相互重叠，影响诊断。④检查中有赖于病人的配合，容易出现运动性伪影。⑤DSA对病人有一定的创伤，中心静脉法偶尔引起心律失常。⑥DSA视野小，较长的部位需要多次系列曝光才能完成。⑦对冠状动脉、脑动脉及二维平面上相互重叠的动脉，需要多方位的曝光系列才能显示该血管全貌。⑧放射辐射剂量大。

但是，静脉DSA的弊端已被动脉DSA所克服；图像空间分辨率低，噪声大，通过增加像素量、扩大矩阵，图像的加权、积分和滤波等处理来解决；视野小，一个部位需要多次曝光，通过改进影像增强器的输入野，采用遥控造影剂跟踪技术，步进式的曝光摄影来解决；运动部位成像及运动性伪影的产生，可通过改进高压发生器，使用超短脉冲快速曝光加以改善；大剂量的X辐射，采用数字技术脉冲方波曝光，X线剂量接近减少一半；成像部位的血管重叠，可采用旋转式血管造影，可获得多角度、非重叠的立体影像；步进式数字减影血管造影，一次注药观察全程血管，缩小检查时间、减少对比剂用量、降低放射剂量；造影剂示踪技术可使采集图像随造影剂的流动方向和速度进行；心电触发脉冲式和超脉冲式DSA，对运动部位清晰成像有独到之处。

两个同心的、多方向的C臂组成的双向构型、安有微机处理机管理，并有机械安全开关避免碰撞。快速调整和设置复合角度，以数字显示于屏上，侧臂可快速止动并置于检查区域旁，两支撑臂活动范围大。C臂位置程序化，可轻易调出。自动定位和自动记忆投射角度，按一下操作键即可完成双向投射位，两臂由电动驱动，计算机控制，常规检查的角度，编成号码序，需要时仅按一下操作键即可，也可以将现在定位的位置加以记忆，以便下次投射角度重现和迅速定位。自动寻找解剖部位的投射角，以便得到最佳视野。自动还原，按一个操作键野，即可全部复位，两臂在复合角度投射后，使其复位只按一键即可到机臂的原始状态。采用全电动3轴旋转功能，进行复合斜位的定位，使增强器更易接近患者，自由调C臂的旋转速度。DSA检查前病人的准备

为防止病人将灰尘带进DSA机房，不污染手术空间，病人在DSA检查前应更换衣服和鞋子。为解决病人的思想顾虑和紧张情绪，在DSA检查前应向病人做好解释工作。为防止异物产生伪影，在检查前请病人或帮助病人除掉检查部位的饰物和异物。在进行胸、腹部DSA检查前，应做好病人的呼吸训练工作，以减少由于病人呼吸而产生的移动伪影，以确保检查的准确性。病人应在检查前4小时禁食。对昏迷和不合作的病人，可适当给予镇静剂，特殊情况下应给予麻醉剂。

DSA检查中的病人防护

在DSA检查防护措施中，除了DSA机本身和机房设计的固有防护外，作为病人防护措施应考虑辐射实践的正当化，也就是要加强防护意识，合理检查，做到确实需要进行DSA检查的才检查，避免盲目和不必要的检查照射。在不影响诊断的情况下，尽是缩小检查野，能不用X线就尽量不用X线，如：在移动导管床时。以最少的检查次数达到最佳的诊断效果，防止只图图像质量而随意加大检查条件和检查次数。在不影响图像质量的前提下，应尽量采用高千伏和低毫安秒进行X线摄影，以减少病人受到的X线辐射剂量。充分利用路标和图像冻结功能可减少曝光时间和曝光次数。应将病人的非曝光区域用含铅的物质遮蔽。操作者应努力提高插管技术和诊断水平，减少病人检查时间与造影次数。