数字减影血管造影技术DSA.ppt

数字减影血管造影技术数字减影血管造影技术《医学影像成像理论》《医学影像成像理论》P P221-232221-232 “第四节第四节数字减影血管造影数字减影血管造影”《医学影像设备学》《医学影像设备学》P P464-471464-471 “第三节第三节数字减影血管造影装置数字减影血管造影装置”《医学影像检查技术学》《医学影像检查技术学》P P156-166156-166 “第二章第二章 第五节第五节 X X线造影检查技术线造影检查技术”《医学影像检查技术学》《医学影像检查技术学》第第2 2版版P P1 10404-1-11212 “第一章第一章 第九节第九节 X X线造影检查技术线造影检查技术”DSADSA的原理与的原理与方法方法DSADSA工作方式工作方式DSADSA后处理技术后处理技术DSADSA图像质量图像质量的管理的管理DSADSA检查技术检查技术DSADSA在介入放射学中的应用在介入放射学中的应用 数字减影血管造影数字减影血管造影（（Digital Digital Subtraction Angiography Subtraction Angiography ））简称简称DSADSA。

DSADSA技术是技术是2020世纪世纪8080年代继年代继CTCT之后之后兴起的一项新的医学影像技术，兴起的一项新的医学影像技术，是影像增强技术、电视技术和是影像增强技术、电视技术和计算机技术相结合的产物计算机技术相结合的产物  在数字减影血管造影开发之在数字减影血管造影开发之前，减影的精确性还不能分辨前，减影的精确性还不能分辨 影像内影像内1 1％以下的影像对比％以下的影像对比 DSA DSA的问世，解决了医学影的问世，解决了医学影像学领域中血管造影的数字化像学领域中血管造影的数字化成像问题，是医学影像学领域成像问题，是医学影像学领域中的一个重要发展中的一个重要发展 DSADSA的原理与方法的原理与方法 P221P221 DSA DSA是建立在图像相减的基础上是建立在图像相减的基础上 在在19611961年有人提出利用两张相似图年有人提出利用两张相似图像的胶片与胶片间作像的胶片与胶片间作光学减影处理光学减影处理, ,从从而突出两者间的差别而突出两者间的差别 光学减影的光学减影的缺点缺点：减影过程会丢失：减影过程会丢失信息量，不能实时显示，要消耗大量信息量，不能实时显示，要消耗大量的胶片。

的胶片  目前的目前的DSADSA是基于顺序图像的数是基于顺序图像的数字减影，减影技术的基本内容是把字减影，减影技术的基本内容是把人体同一部位的两帧影像相减，从人体同一部位的两帧影像相减，从而得出它们的差值部分，其结果是而得出它们的差值部分，其结果是在减影图像中消除了整个骨骼和软在减影图像中消除了整个骨骼和软组织结构，使浓度很低的对比剂所组织结构，使浓度很低的对比剂所充盈的血管在减影图中被显示出来，充盈的血管在减影图中被显示出来，具有很强的具有很强的对比剂对比剂对比剂分类：阴性对比剂和阳性对比剂引入方法：直接引入和间接引入药敏试验、药敏反应及处理方法DSADSA原理示意图原理示意图DSADSA图像的形成图像的形成 是是将将不不含含对对比比剂剂的的图图像像和和含含对对比比剂剂的的图图像像，，分分别别经经影影像像增增强强器器增增强强，，摄摄像像机机扫扫描描而而矩矩阵阵化化，，经经模模/ /数数转转换换成成数数字字化化，，两两者者相相减减而而获获得得数数字字化化减减影影图图像像，，其其结结果果是是消消除除了了造造影影血血管管以以外外的的结结构构，，突突出出了了被被造造影影器器官官的的血血管管影影像像，，最最后后经经数数/ /模转换成模转换成模拟模拟图像。

图像 X X线数字减影示意图线数字减影示意图脑血管畸形脑血管畸形普通脑血管造影普通脑血管造影 DSADSA像像颈内动脉颈内动脉DSADSA支气管动脉支气管动脉普通造影图普通造影图DSADSA像像脊髓血管畸形脊髓血管畸形上腔静脉上腔静脉DSADSA普通造影图普通造影图腹主动脉瘤腹主动脉瘤DSADSA像像髂内动脉髂内动脉发展发展DSADSA的原因的原因1 1、、CTCT的限度的限度2 2、常规血管造影、常规血管造影（（AOTAOT））的限度的限度3 3、传统的胶片减影方式的限度、传统的胶片减影方式的限度4 4、计算机技术和微电子学的发展、计算机技术和微电子学的发展胶片减影法步骤如下：胶片减影法步骤如下：1 1、在注射造影剂前先摄取一张平片，也、在注射造影剂前先摄取一张平片，也是一张负片是一张负片2 2、将这张负片拷贝正片将这张负片拷贝正片3 3、将这张正片置于注入造影剂后所摄得、将这张正片置于注入造影剂后所摄得的同一部位的的同一部位的X X线造影片上，在其下方线造影片上，在其下方再放置一张胶片，然后又曝光一次使这再放置一张胶片，然后又曝光一次使这张胶片感光。

张胶片感光DSADSA减影过程基本上按以下顺序：减影过程基本上按以下顺序：①①摄制普通片摄制普通片 ②②制备制备maskmask片，即素片、蒙片片，即素片、蒙片 ③③摄制血管造影片摄制血管造影片 ④④把把maskmask片与血管造影片重叠一起翻片与血管造影片重叠一起翻印成减影片印成减影片  DSA DSA系统和功能系统和功能 P221P221DSA系系统结统结构构影像增强器-摄像机对数放大-模数变换存储器图像处理机影像增强－摄像机影像增强－摄像机 功能是把透过人体的功能是把透过人体的X X线经线经影像增强管变为可见荧光，使影像增强管变为可见荧光，使亮度增强亮度增强50005000～～1000010000倍，再由倍，再由视频摄像机变为电信号供数字视频摄像机变为电信号供数字化处理用化处理用对数放大对数放大实施减影处理前，常需对实施减影处理前，常需对X X线影像线影像作对数变换处理作对数变换处理对数变换利用对数放大器使数字对数变换利用对数放大器使数字图像的灰度与人体组织对图像的灰度与人体组织对X X线的衰线的衰减系数成比例减系数成比例对数放大器的目的是形成线性灰对数放大器的目的是形成线性灰阶。

阶DSADSA中对数放大的机制，利用对数中对数放大的机制，利用对数放大的特性来压缩影像中亮的部放大的特性来压缩影像中亮的部分的对比（分的对比（△→△/3△→△/3），扩展影像），扩展影像中暗的部分的对比（中暗的部分的对比（ △→2△△→2△）在在DSADSA中，系统以中，系统以线性线性和和均匀性均匀性的的形式来描述对比信号形式来描述对比信号模模/ /数转换数转换为了将模拟信号转换成数字形式，要使为了将模拟信号转换成数字形式，要使用一种叫做模拟－数字转换器（用一种叫做模拟－数字转换器（ADCADC））的装的装置 作用是把电视摄像机的输出视频信号数作用是把电视摄像机的输出视频信号数字化转换为数字图像矩阵字化转换为数字图像矩阵 摄像机扫描就是将图像矩阵化常见的摄像机扫描就是将图像矩阵化常见的矩阵有矩阵有512512××512(512(心脏血管心脏血管) ) 、、10241024××1024(1024(外周血管外周血管) ) 矩阵中被分割的小单元称为像素矩阵中被分割的小单元称为像素, ,像素像素是构成图像的最小元素是构成图像的最小元素 存储器存储器 没有注入对比剂的数字图像矩阵没有注入对比剂的数字图像矩阵存于存储器存于存储器1 1内作为内作为maskmask，，注入对比剂注入对比剂后的数字图像矩阵存于存储器后的数字图像矩阵存于存储器2 2中。

然中然后经运算逻辑电路使两图像对应部分后经运算逻辑电路使两图像对应部分进行数字相减，则得出减影图像矩阵，进行数字相减，则得出减影图像矩阵，并存于显示存储器中并存于显示存储器中 运算的程序均由施行二进制运算的运算的程序均由施行二进制运算的电子逻辑元件来完成电子逻辑元件来完成 图像处理机图像处理机 所所有有的的DSADSA系系统统中中都都有有一一快快速速图图像像处处理理机机，，用用来来实实时时处处理理图图像像系系列列和摄像曝光控制和摄像曝光控制在在对对图图像像系系列列进进行行处处理理时时，，全全部部原原始始数数据据数数字字化化后后储储存存于于磁磁盘盘中中DSADSA系统对系统对X X线源有一定的要求线源有一定的要求（（补充补充）） 包括两方面：包括两方面： 首先，首先，DSADSA是采用脉冲图像采样方是采用脉冲图像采样方式，它要求发射式，它要求发射X X线的球管能够承受线的球管能够承受连续多次脉冲曝光的负荷量连续多次脉冲曝光的负荷量 其次，其次，DSADSA要求要求X X线能量必须稳定线能量必须稳定 如何提高图像质量如何提高图像质量在在已已有有的的硬硬件件设设备备和和条条件件下下如如何何提提高高图图像像质质量量是是DSADSA设设备备系系统统的的一一个个重大问题。

重大问题为为了了提提高高减减影影图图像像的的质质量量，，提提高高整整个个系系统统的的信信噪噪比比，，应应从从两两个个方方面面予予以考虑①①适适当当地地提提高高射射线线剂剂量量（（X X线线的的剂剂量量））②②光阑控制与光通量调整光阑控制与光通量调整 理想的理想的X X线源线源从实施从实施DSADSA的立场考虑，理想的的立场考虑，理想的X X线源应具有三种重要性能：线源应具有三种重要性能：①①提供高能量提供高能量②②点源点源③③单色辐射单色辐射物理基础物理基础 P-223P-223 DSADSA中用来数字化并相减的信号中用来数字化并相减的信号取自视频摄像机的输出端，它是由透取自视频摄像机的输出端，它是由透过人体后的过人体后的X X线强度决定的这个线强度决定的这个X X线线强度信号是服从指数递减规律的强度信号是服从指数递减规律的减影后的信号只与减影后的信号只与对比剂的厚度对比剂的厚度成正比，与骨与软组织的结构无关成正比，与骨与软组织的结构无关即减影后的图像消掉了软组织和骨等即减影后的图像消掉了软组织和骨等对图像的影响，突出了造影的血管对图像的影响，突出了造影的血管。

基本方法基本方法( (减影方式减影方式) )P223P223一、时间减影一、时间减影二、能量减影二、能量减影 三、时间减影与能量减影的改良三、时间减影与能量减影的改良方式方式（混合减影）（混合减影）时间减影时间减影 时间减影是时间减影是DSADSA的常用方式，是在注的常用方式，是在注入入对比剂前后摄取一系列影像，从中取一幅对比剂前后摄取一系列影像，从中取一幅显影前（蒙片）与一幅显影后作减影显影前（蒙片）与一幅显影后作减影 由于整个影像序列是在对比剂通过兴趣由于整个影像序列是在对比剂通过兴趣区血管期间摄取的，故每一幅均具有时间区血管期间摄取的，故每一幅均具有时间依赖性特征依赖性特征 用作减影的用作减影的2 2幅影像是在不同显影时期幅影像是在不同显影时期获得的，故称为时间减影获得的，故称为时间减影 时间减影示意图时间减影示意图a a表示对比剂在血管内的浓度变化，表示对比剂在血管内的浓度变化，到第到第6-76-7秒浓度最大秒浓度最大c c表示各对应帧的减影图像，到第表示各对应帧的减影图像，到第6 6秒减影像对比剂浓度最大秒减影像对比剂浓度最大。

b b表示表示DSADSA的成像过程的成像过程鉴于减影中所用的鉴于减影中所用的maskmask和充盈像的帧和充盈像的帧数及时间不同，又可分：数及时间不同，又可分：1 1、常规方式、常规方式2 2、序列（脉冲）方式、序列（脉冲）方式3 3、超脉冲方式、超脉冲方式4 4、连续方式（电影方式）、连续方式（电影方式）5 5、时间之隔差方式（、时间之隔差方式（TIDTID））6 6、路标方式、路标方式7 7、心电图触发脉冲方式、心电图触发脉冲方式常规方式常规方式 是是取取maskmask和和充充盈盈像像各各一一帧帧，，然然后相减 MaskMask的的选选定定尽尽可可能能在在血血管管充充盈盈前前的的一一瞬瞬间间，，充充盈盈像像的的选选定定以以血血管管内造影剂浓度最高为宜内造影剂浓度最高为宜 maskmask像像与与充充盈盈像像的的确确立立也也可可以以根根据据诊诊断断的的需需要要分分别别进进行行选选择择，，以以获得不同时期的减影像获得不同时期的减影像序列（脉冲）方式序列（脉冲）方式 P224P224 脉冲方式为每秒数帧的摄影，图像频率脉冲方式为每秒数帧的摄影，图像频率为每秒数幅；为每秒数幅；X X线脉冲曝光。

线脉冲曝光 在对比剂未注入血管前采集蒙片在对比剂未注入血管前采集蒙片( (mask)mask), , 注射对比剂，在对比剂逐渐扩散注射对比剂，在对比剂逐渐扩散的过程中对的过程中对X X线图像进行采集然后用线图像进行采集然后用maskmask与序列对比剂充盈像逐一进行减影处理，与序列对比剂充盈像逐一进行减影处理，最后得到一系列连续间隔的减影图像，是最后得到一系列连续间隔的减影图像，是一种普遍采用的方式一种普遍采用的方式 适用于活动少的部位的检查：脑血管、腹部、四肢等适用于活动少的部位的检查：脑血管、腹部、四肢等44超脉冲方式超脉冲方式 超脉冲方式是在短时间进行超脉冲方式是在短时间进行每秒每秒6-306-30帧的帧的X X线脉冲摄像，然线脉冲摄像，然后逐帧高度重复减影，具有频后逐帧高度重复减影，具有频率高，脉宽窄的特点率高，脉宽窄的特点 优点：适应心脏、冠状动脉、主优点：适应心脏、冠状动脉、主肺动脉等活动快的部位，图像的运动肺动脉等活动快的部位，图像的运动模糊小44。