数字减影血管造影的操作要点血管造影检查放射医学检查技术.docx

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数字减影血管造影的操作要点血管造影检查放射医学检查技术

 1．图像采集

    ⑴资料输入

   在病人进行DSA检查治疗前，应将有关资料输入计算机内，以便检查后查询，同时也为图像拷贝或激光照像留下文字记录。

    ⑵确定DSA方式

   不同的DSA装置有不同的减影方式，确定该方式之前，操作者应对各种减影方式的特点，适应范围等全面掌握，仔细复习病历资料，根据不同的病情需要及诊断要求，进行全面权衡、选择与造影部位和病人状态相适应的减影方式。

    ⑶采集时机及帧率

采集时机及帧率选择原则，是使对比剂的最大浓度出现在所摄取的造影系列图像中，并尽可能减少病人的曝光量。

    采集时机：

可经DSA键盘上输入计算机，然后按设定程序执行，也可在高压注射器上进行选择，即照片延迟或注射延迟。

所谓照片延迟，就是先注射对比剂，后曝光采集图像。

所谓注射迟延则先曝光采集图像，后注射造影机。

延迟的选择取决于造影方法及导管顶端至造影部位的距离，在IV-DSA或导管顶端距兴趣区较远时，应选用照片延迟；IA-DSA特别是选择性和超选择性动脉造影时，应选用注射延迟。

如延迟时间选择不当时，采像时要么对比剂先流走，图像上无碘信号；要么曝光时间很长，影像上出现的碘信号达不到要求。

   正常情况下，肺循环时间4秒，脑循环8秒，肾及肠系膜循环12秒，脾循环（门静脉）16秒。

外周静脉法到达各部位时间大致如下：

①上腔、下腔静脉3～5秒，右心房4～6秒。

②右心室5～7秒，肺血管及左心房6～7秒。

③左心房6～8秒，主动脉7～9秒。

④颈总动脉、锁骨下动脉、肝动脉、肾动脉及脾动脉8～10秒。

⑤颅内动脉及髂动脉9～11秒。

⑥股动脉10～12秒，四肢动脉11～13秒。

中心静脉法则减去3秒，即为对比剂到达感兴趣区的时间。

动脉法DSA的延迟时间要根据导管端至兴趣区的距离而定。

同时应注意的是病人的病理状态，如病人心功能不良，狭窄性或阻塞性血管病变，照片延迟时间应适当延长。

    采集帧率：

依DSA装置、病变部位和病变特点而定。

大多数DSA装置的采像帧是可变的，一般有2帧～30帧／不等。

有的超脉冲式和连续方式高达每秒50帧。

一般来说，头颅、四肢、盆腔等不移动的部位，每秒取2～3帧采集：

腹部、肺部、颈部较易运动的部位，每秒取6帧，对不易配合者可取每秒25帧；心脏和冠状动脉运动大的部位，每秒在25帧以上，才能保证采集的图像清晰。

至于采集的时间要依据插管动脉的选择程度、病变的部位和诊断的要求而定，如腹腔动脉造影时又要观察门静脉，颈内动脉造影要观察静脉窦期等，采像时间可达15～20秒。

    ⑷相关技术参数的选择

DSA检查前都要选择减影方式、矩阵大小，增强器输入野的尺寸（放大率）、摄像机光圈大小、X线焦点，球管的负载，X线脉冲宽度、千伏和毫安值，采像帧率，mask的帧数，积分帧数，放大类型，曝光时间，注射延迟类型和时间，选影剂总量和浓度，注射流率、噪声消除方式等等。

这些参数的选择依据DSA的装置不同而不同。

上述参数的选择应该从整体出发，全面权衡某一参数的价值及对另一参数的影响，不可顾此失彼。

例如：

心脏DSA成像需要高帧率、对比剂大剂量和快注射速率；而四肢血管DSA成像则需要低帧率，对比剂低浓度，四肢末梢的血管成像需要曝光延迟，提前注射对比剂。

此外，补偿滤过是DSA检查中一个不可缺少的步骤，采像时应将视野内密度低的部分加入一些吸收X线的物质，使X线在被照射区域内的衰减接近均匀，以防止饱和状伪影的产生。

    ⑸蒙片（mask像）的选择与充盈像的相减组合：

   减影图像在采像后显示在监视器上，其效果在于选择mask像与充盈像，以及他们之间的相减组合。

mask像和充盈像的相减组合可在造影前设定，倘若出来的差值图像不理想，可在后处理中重新选择mask像和充盈像，并进行配对减影。

DSA的后处理一般是，将整个造影过程复习一遍，再确定减影对。

mask像既可选在对比剂出现之前，又可选择在对比剂从血管中消失之后，也可选择在对比剂充盈最佳时。

应根据不同的诊断要求，观察血管时期和范围进行相应选择。

（5）蒙片（mask像）的选择与充盈像的相减组合：

   减影图像在采像后显示在监视器上，其效果在于选择mask像与充盈像，以及他们之间的相减组合。

mask像和充盈像的相减组合可在造影前设定，倘若出来的差值图像不理想，可在后处理中重新选择mask像和充盈像，并进行配对减影。

DSA的后处理一般是，将整个造影过程复习一遍，再确定减影对。

mask像既可选在对比剂出现之前，又可选择在对比剂从血管中消失之后，也可选择在对比剂充盈最佳时。

应根据不同的诊断要求，观察血管时期和范围进行相应选择。

    （6）确认注射参数

   ·对比剂的浓度及用量：

在DSA检查中，不同的造影方式需要不同的对比剂浓度和用量，浓度随着观察病变的细致程度不同而不同过高过低的对比剂浓度对血管的显示均不利。

IV-DSA的浓度一般为60～80%，按照影剂在血管内的稀释及行程，外周静脉法的对比剂浓度比中心静脉法高。

IA-DSA的造影剂浓度一般为40～60%，这个浓度的范围是基于导管端至兴趣区的距离不一样而定的，超选择性动脉法比一般动脉法对比剂浓度要低。

在对比剂的用量上，总的用量按病人的体重计数，成人一次量为1.0ml/kg。

儿童一次量为1.2～1.5ml/kg；注药总量成人3～4ml/kg，儿童总量为4～5ml/kg。

在实际应用中，对比剂的每次用量应根据造影方式，造影部位和病情状况等全面考虑。

 对比剂的用量及浓度对DSA的成像至关重要。

DSA显示血管及病变的能力与血管内碘浓度与曝光量平方根的积成正比。

例如，一支直径为4mm及其内2mm的狭窄血管得到同样的显示，则需要将碘浓度加倍或曝光量增加4倍。

所以，目前应用选择性动脉插管，以提高动脉内碘浓度的报告不断增多。

根据对比剂—血管直径曲线可知，血管里所需最低对比剂的量与血管的直径成反比。

在直接大的血管，显影高峰期间增加对比剂浓度，使之超过最低限度值并无助于血管的显示。

相反，在直径较小的血管，增加血管内对比剂浓度，将改善其血管的显示。

    注射流率和斜率：

注射流率指单位时间内经导管注入对比剂的量，一般以ml/s表示。

还有以ml/min，ml/h表示，以适应不同部位和不同的诊断、治疗要求。

选择流率的原则，应与导管尖端所在部位的血管速度相适应。

注射流率低于该部位的血流速度时，对比剂被血液稀释、显影效果差。

注射流率增加，则血液中对比剂的浓度增高，影像的对比度提高。

如注射流率过大，势必增加血管内的压力，造成病人不适，或有血管破裂的危险，尤其是血管壁脆性增加和血管壁变薄的病变。

如夹层动脉瘤、动脉粥样硬化等。

   选择流率往往大于实际流率。

因为注射流率受多种因素的影响，即造影导管的内径、长度、单或侧孔、对比剂的粘稠度、导管端与血管的方位关系等。

从动力学的观点看来，要使导管内的对比剂作匀速运动，必须有一个外力来抵消内摩擦力，这个外力就是来自导管两端的压力差，即注射压力。

实验表明，流率与导管的长度成反比，与对比剂的粘滞系数成反比，与导管半径的四次方及注射的压力成正比。

可见，导管的型号和对比剂的粘滞度对流率有影响，导管半径的微小变化，流率确会出现显著的变化。

如果导管半径增加一倍，流率就增加了16倍。

 对比剂的粘滞度可由其性质、浓度、温度等决定不同浓度具有不同的粘稠度。

对比剂的温度越高，粘稠度越小。

对比剂粘滞性小时，对比剂能快速地注入血管内，避免了缓慢进入而使对比剂稀释。

   IA-DSA的对比剂的注射流率的大小，与血管显示的数量级及影像的分辨率呈正相关。

较高的注射速率可形成较密集的对比剂团块，提高小血管内的碘浓度，对判断毛细血管改变的病变很有帮助。

注射斜率是指注射的对比剂达到预选流率所需要的时间。

即注药的线性上升速率。

相当于造影剂注射速度达到稳态时的冲量，冲量越大，对比剂进入血管内越快，线性上升速率也就越高，反之亦然。

线性上升速率的选择应根据不同的疾病，导管先端所处的位置等决定。

一般来说，在靶血管承受范围内，线性上升速率与血管的显示率成反比。

   ·注射压力：

对比剂进入血管内作稳态流动需要一定的压力，也就是克服导管内及血管内的阻力。

一般来说，压力选择是根据造影部位和病变要求决定，亦应与导管的型号相匹配。

造影部位不同，注射压力不一样，压力与血管的大小成正相关；造影方式不同，注射压力也有区别，即外周静脉法与中心静脉法。

选择性与超选择性造影时注射压力各不相同；病变的性质不同，注射压力也不同，处于血管壁变薄和变硬脆的病变，注射压力较正常时要小；导管的型号不同，注射压力也有区别，各种不同型号的导管都有一定的压力随范围。

   ·注射加速度及多次注射：

加速度是速度的时间变化率，加速度越大，单位时间速度变化越快，即对比剂在注射过程中速度愈来愈快。

如果选用加速度过大，就会使对比剂在极短的时间内注入，产生很大的压力，以致造影部位难以承受，血管有发生破裂的危险。

   多次注射是指在一个造影过程中，可选定首次注射流率、末次注射流率，第一秒注药多少毫升，第二秒注药多少毫升……等等。

     导管顶端的位置：

造影导管顶端所处的位置与DSA的采像时机和成像质量，以及对比剂的浓度和用量密切相关。

IV-DSA时，造影导管顶端位于上腔静脉与右心房之间和位于下腔静脉与右心房之间，在成像质量上没有统计学意义的差别，而导管顶端位贵要静脉，则成像质量有显著的差别。

在其他条件不变时，导管顶端至兴趣区的距离越近，成像质量越好，同时对比剂浓度也低，用量也小，反之亦然。

   造影导管顶端的位置最好置于血管中间，并与血管长轴平行。

根据流体力学可知，血管中心轴的液体流速最快，距血管壁愈近，流速愈慢，紧靠血管壁的液层，流速为零。

 对于动脉瘤的病人，该部位的血管壁失去了正常的弹性，壁变薄，张力变大，血流在此处形成湍流，血管壁内外的跨膜压失去动态平衡。

根据球面的“拉普拉斯”定律可知，一个由弹性膜所形成的球面，其凹面的一侧压强大于凸面的一侧压强。

两侧的压强差与单位膜长的张力成正比，与曲率半径成反比。

如果将导管顶端置于体内注药，瘤体压力进一步增大，而血液湍流的压力不可以很快顺血流传递出去，此时瘤体就有破裂的危险。

因此，影时导管顶端应远离病变部位、对比剂顺常态血流来显示动脉瘤。

   关于导管顶端位置的判断，常用方法有：

①解剖部位。

②心血管内压力值变化。

③试验性注药。

    （7）体位设计与影像质量

     体位设计的意义：

心脏、血管减影像是三维结构的平面投影，DSA成像时，心脏各房室、血管起始部、交叉处互像重叠干扰，心脏血管可能出现缩短、拉长等变形相重，影响疾病的诊断。

因此，选择适当的体位和变换不同的投射方向，最大限度地全面显示病变部位。

一般地说，按各部位的常规体位能发现病变，且保持原有的形态。

但较复杂的病变，常需要多方位、多角度，并结合透视找出一个适当的体位。

如此看来，体位设计的意义就在于高像质地发现和显示病变的部位和形态，确定被检部位的立体概念。

    体位设计的方法：

DSA的影像是一个立体结构的平面投影，要使病变在重叠的影像中单独清晰地显示出来，必须具备两个条件，一是具有使病变显示出来的对比度。

这要求我们使用合适的对比剂浓度和剂量，恰当地运用窗口调节技术。

二是具有显示病变的适当体位。

    体位的设计有下列方法：

   ①选择恰当的标准体位。

标准体位从解剖学上讲是最易发现和显示病变的体位。

必须熟练地掌握各部位的标准体会。

   ②转动体位或“C”型臂。

找出一个合适的体位，才能显示病变。

   ③利用切线效应。

转动C型臂，使X线束向病灶或某组织的边缘呈切线位，充分曝露欲观察的部位。

④使用特殊体位。

某些部位的成像需要特殊的体位，例如心脏的四腔位能使心脏各房室展开呈平面显示；右冠状动脉的左前斜45°位能使右冠状动脉展开显示；心脏的左前斜7°能使肺动脉主干展开显示。

    体位对影像质量的影响：

体位设计与影像质量的关系，受下列因素影响：

①焦点、被照体、检测器三者间的相对位置和距离。

   ②X线管焦点的成像质量。

   ③病人体位的正确及配合程度。

④X线的中心线合理应用。

   在体位设计中，最重要的原则之一，是病变部位紧靠检测器，以缩小被照体与检测器的距离，从而获得清晰影像。

   在焦点至检测器和焦点至肢体、距离增大时，图像清晰、放大小。

对于复杂人体结构需要倾斜中心线时，由于DSA均采用C形臂或U形臂装置，保证中心线始终与检测器垂直投射。

所以，不出现因中心线倾斜产生的伪解像。

利用焦点与检测器垂直转动，相当于被照体作了倾斜，这必然带来被照体与检测器距离加大，而产生放大模糊。

 2．图像的灰度量化

（1）图像的检测与显示

   DSA的检测器为影像增强器，他接收X线透过检查部位的衰减值，并在增强器输出屏上模拟成像，再用高分辨率的摄像机对输出屏图像进行系统扫描，把连续的视频信号转换成间断的各自独立的信息。

通过模／数转换成数字，经计算机的算术／逻辑运算，将这些数字排列成矩阵，矩阵中的每个单元经过数／模转换成模拟灰度，在阴极射线管上组成图像，通过监视器予以以显示。

影像是经扫描处理形成的，随着摄像机的电子束的移动产生电子信号，信号大小与增强管上检测的X线一致。

（2）图像的矩阵与像素

   原始的射线图像是一幅模拟图像，不仅在空间而且在振幅（衰减值）都是一个连续体。

计算机不能识别出未经转换的模拟图像，只有将图像分成许多单元，并赋于数字，才能进行运算处理。

摄像机扫描就是将图像矩阵化，该阵列由纵横排列的直线像互垂直像交而成，一般纵行线条数与横行线条数相等。

各直线之间有一定的间隔距离，呈格栅状，这种纵横排列的格栅就叫矩阵。

格栅中所分的线条越多、图像越清晰、分辨力越强。

常见的矩阵有256×256、512×512、1024×1024。

   矩阵中被分割的小单元称为像素。

图像的数字化是测量每个像素的衰减值，并把测量到的数值转变为数字，再把每个像点的座标和衰减值送入计算机。

每个像素必需产生三个二进制数字，第一个数字像当于线数，第二个数字像当于像素在这条线上位置，第三个数字为被编码的灰阶信息。

所以说数字图像就是在空间坐标上和亮度上都已经离散化了的模糊图像。

表示像素的浓淡程度的数值有数十至数千级，以2的乘方数bit表示。

像素的大小由增强器的输入野及矩阵的大小所决定。

输入野一定时，像素大小与矩阵的大小成反比。

矩阵一定时，像素大小与输入野大小成反比。

    3图像转换

（1）模/数转换

   模／数转换器的功能是把来自电视摄像机的视频信号数字化。

扫描将图像分成许多像素（连续的物理量），然后变成数字信号（不连续的物理量）。

在扫描中以高电压代表电视信号明亮的部分，低电压代表电视信号黑暗的部分，按扫描规律顺序将像素的明暗变化转变电信号。

若将高电压用二进制的1表示，低电压用二进制的0表示，则图像是由高低电压起伏的电信号变为二进制的数字信号0～1的变化，每个数位的值（1或0）经接通电子开关的“开”或“关”即可被记录。

这样，电视摄像机所摄的X线图像也就一个换着一个点地变成数字。

如果图像强度从亮到暗的活动范围超过了摄像机的活动范围，或者超过了模／数转换器的活动范围，即产生图像饱和，导致有用的信息损失。

用铝滤过板可减少强度的活动范围，从而限制了饱和状态的产生。

（2）数字逻辑运算

   一旦一个影像或一个影像序列被数字化和存贮，数字化处理的便接续下去。

每个影像是由一系列数字表示，运算处理易于在一个影像、影像对或影像系列上完成。

所有的运算程度均由二进制运算的电子逻辑元件来完成。

按惯例0表示一个正的二进制数，1表示一个负的二进制数。

有了负数后便可施行快速的减法运算。

一个运算逻辑单元可在一秒的200亿分之一内完成两个二进制数的加法或减法。

    （3）数/模转换

数／模转换就是将电子计算机处理过的数字，通过数／模转换器变成模拟图像在监视器上显示。

在数字X线摄影中，常使用过滤反投影法，即是通过计算机对数字图像的基本数据组进行数字褶积来实现的

    （4）图像的表示方法

对二维模拟图像来说，若把成像平面定义为X、Y平面，那么平面上任意点的灰度f则是X、Y的函数，可写为f（X，Y），模拟图像是空间中的一个曲面，数字图像则是用行、列矩阵表示的量化值。