心血管减影技术DSA.docx

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心血管减影技术DSA

题目：

心血管造影技术

专业：

姓名：

学号：

班级：

心血管造影技术

摘要：

心血管造影检测是当今诊断心血管疾病不可缺少的诊断手段。

由于心脏在不停的搏动，血管中血液不停地流动，做心血管造影检查必须有专门的设备。

由于X射线只能对骨骼有较好的成像，所以心血管造影系统应运而生。

经过三十多年的飞速发展，血管造影系统已经被普遍的应用于对心脑血管疾病的诊断和治疗。

其中，数字减影血管造影（DigitalSubtractionAngiography），简称DSA，不但能清楚地显示颈内动脉、椎基底动脉、颅内大血管及大脑半球的血管图像，还可测定动脉的血流量，所以，被广泛应用于脑血管病检查，特别是对于动脉瘤、动静脉畸形等定性定位诊断，更是最佳的诊断手段。

关键字：

心血管造影、X射线、DSA

1、引言

近年来，随着社会的发展，生活节奏的加快，生活压力增大，心血管疾病已经成为人类健康的杀手。

为了有效的治疗预测心血管疾病，血管造影技术已经成为心血管疾病检测的重要手段。

为早期预防和治疗心血管疾病提供了可能。

随着医疗技术的不断发展，利用血管造影技术进行各种针对心血管疾病诊断和介入治疗成为目前越来越广泛应用的技术，随着现代医学设备的不断发展和进步，在该领域的研究工作正在不断深入，一方面，针对造影图像的分割提取、增强、量化分析、重建等方向的各种算法研究已经和仍然在继续取得大量成果[1-2]，另一方面，基于这一类图像的分析研究基础上的各种具有实际价值的应用也层出不穷。

2、血管造影技术

血管造影剪影技术是基于X射线的一种成像技术，普通的X成像设备获得的人体图像，一般是骨胳的影像，而血管属于软组织，不易成像。

为了获取血管

的影像，引入了血管造影技术。

血管造影技术是通过X成像设备将透过人体后已衰减未造影图像增强，并扫描存储作为基准图像，然后将造影剂通过心导管快速注入心腔或血管，使心脏和血管腔在X线照射下显影，注入造影剂后拍摄的图像与基准图像相减，通过一定的算法和技术，仅留下含有造影剂的血管影像。

从而了解心脏和血管的生理和解剖的变化。

是一种很有价值的诊断心脏血管病方法。

用于对心、脑血管和周围血管等进行造影检查和介入治疗。

该类设备具有X射线源，数字化影像接收装置，图像信息分析和显示系统，导管床，便于等中心调节的X射线设备[3-5]。

3、数字减影血管造影

数字减影血管造影（DigitalSubtractionAngiography），简称DSA，是80年代兴起的一项医学影像学新技术。

DSA这项技术是在通常血管造影过程中，运用计算机工具，取得人体同一部位的两帧不同的数字图像，进行相减处理，消去两帧图像中的相同部分，到造影剂充盈的血管图像[6]。

利用血管造影技术，如果想要从图像中显示出血管，应从静脉中注入造影剂。

在造影剂进入欲显示血管之前，利用计算机技术采集一帧图像贮存于存贮器内,这个过程称“掩模”,如图1（a）所示，“掩模”显示的是骨胳的图像。

经过一段时间后，造影剂进入欲显示的血管。

当造影剂在血管中的浓度最大时，又获得一张图像，称“充盈图像”，如图所示，是骨胳与血管像的叠加。

利用计算机技术，让图（a）减图（b），就显示出血管的图像，如图1（c）所示。

用作减影的二帧图像是在不同时刻获得的，故称时间减影[7]。

图1血管造影示意图

下面我们研究DSA的物理原理。

假设人体可分为二层，如图2所示。

上面一层为软组织，吸收系数为μ软，厚度为l软，中间有一血管，厚度为l血；下面一层为骨胳，吸收系数为μ骨，厚度为l骨。

入射前X射线的强度为I0，透过人体的X射线强度为IT，在选影剂进入血管以前，血管也可看成软组织，这时透过人体的X射线强度为IT1。

则有：

（1）

取对数后得到：

（2）

注入造影剂后,血管的吸收系数变为μ血,这时透过人体的X射线强度变为IT2,有:

（3）

取对数后得到：

（4）

（2）、（4）两式相减可得：

（5）

减影后的信号与l血成正比，与骨胳、软组织结构无关。

减影后的信号消除了骨、软组织对图像的影响。

图2DSA物理原理图

图3为DSA方框图。

透过人体的X射线进入影像增强器，摄像机所拍的图像经A/D转换成数字图像，计算机对二帧数字图像相减,然后由D/A变换,数字图像变成模拟图像显示于荧光屏上。

图3DSA方框图

DSA在临床上的应用主要是血管造影及介入治疗。

如可检查主动脉瘤、主动脉缩窄、动脉粥样硬化、暂时性缺血发作等。

或评价动脉术后情况,经皮血管腔内成形术和动脉栓塞等介入治疗[8]。

图4为人脑部血管。

图4人脑部血管

4、药物与设备

在进行心血管造时影需合适的造影剂和X线快速连续摄影设备，还需要有合适的造影用心导管和加压注射器。

造影剂目前临床主要采用离子型造影剂如60%～76%泛影葡胺，非离子造影剂如优维显、碘海醇、欧乃派克等以及低渗离子型造影剂。

小儿主要用非离子造影剂。

剂量为：

小儿每次1～1.5ml/kg，总剂量不得超过8～10ml/kg；成人每次50～60ml，总剂量不超过200ml。

如使用离子型造影剂前需作碘过敏试验，可用30%泛影葡胺1ml作静脉注射，观察20分钟，无反应方可使用。

如对泛影葡胺过敏，可采用非离子型造影剂，它在少数病人亦可能产生一些轻微反应如恶心、呕吐，皮肤瘙痒及皮疹等，故对有碘过敏史的患者亦应事先考虑紧急救治措施，或在造影前使用皮质类固醇及抗组胺剂。

非离子造影剂除反应的风险甚微外，造出的影像效果亦较佳，但价格较离子型贵。

心血管造影用的X线机需要在短时间内输出大量X线，从而缩短曝光时间，便于快速连续摄影和提高影像清晰度，因此需要50mA以上大容量。

X线球管功率在50kW以上。

造影用的心导管主要有猪尾巴导管、侧孔造影导管、端侧孔造影导管、漂浮球囊造影导管及冠状动脉造影导管，小儿常用F5和F6导管[9]。

5、血管造影系统的分类

血管造影系统分为落地式和悬吊式两大类型[10]。

早期，国内的联合手术室多以安装落地式血管造影系统为主，但随着层流解决方案及C形臂空间移动方案的发展，基于悬吊式血管造影系统的联合手术室逐渐成为主流。

落地式血管造影系统由于将C形臂固定置于头侧，在外科治疗时往往无法移出手术野，通常需要转动手术床或转动C形臂朝向来获得必需的手术空间，这样就限制了一些需要置于头侧的手术设备（如麻醉系统等）的摆放。

悬吊式血管造影系统目前有一种新的C形臂空间移动方案已能很好的解决上述问题：

它通过头侧延长导轨，可以将C形臂完全移出手术野，为外科治疗预留出足够的空间，完全释放术野。

相较落地式设计，悬吊式血管造影系统联合手术室拥有更大的灵活性和操作性，实现了C形臂“呼之即来，挥之即去”的效果。

落地式、悬吊式血管造影系统在安装及维护方面也有一定的区别。

落地式血管造影系统的C形臂和导管床均安装于地面，如将设备安装于二层及以上的房间时，地面承重要求相对更加苛刻。

悬吊式血管造影系统安装中，C形臂、导管床的受力点不同，悬吊式C形臂通过钢梁横架在房屋两侧的承重墙上，地面仅安装导管床，分散了受力，因此对场地的要求更加简单。

由于悬吊式血管造影系统使用比较方便，覆盖范围及所达到的角度较大，临床高端应用相对较多，因此有着更为广泛的用户基础，维护起来也更加方便。

对于直接使用者来说，在平常保养时也更便捷。

例如，术后清洁时悬吊式C形臂因为与地面无接触，就不会遗留清洁死角[11]。

6、小结

血管造影系统是医学成像设备中一类重要的医学图像，其成像特性使得它在血管的研究上有重要的临床意义，针对它的分析对各种常见心脑血管疾病的诊断和治疗都具有不可替代的作用。

随着其它科研成果的不断产生，血管造影系统在造影剂方面在设备方面还会得到更大的改善，在分类方面会更细致，在技术层面更成熟，使得血管造影系统更完善，应用更普及，能够更为精确的预防和检测各种心脑血管疾病，为人类健康做出贡献。

参考文献

[1]A.MuratTekalp.DigitalVideoProcessing.Prentice-Ha11,Inc.1996.

[2]StanZ.Li.Markovrandomfieldmodelinginimageanalysis[M].Springer-VerlagTokyo,2001

[3]X.Han,C.Xu,D.Tosun,andJ.L.Prince,"Corticalsurfacereconstructionusingatopologypreservinggeometricdeformablemodel,"inProc.5thIEEEWorkshopMMBIA2001，pages213--220,Kauai,HI,Dec2001

[4]CemilKirbas,FrancisK.H.Quek:

Areviewofvesselextractiontechniquesandalgorithms.ACMComputingSurveys（CSUR）,Vol.36,Issue2,pp:

81-121,2004

[5]CemilKirbasandFrancisK.H.Quek.VesselExtractionTechniquesandAlgorithms:

ASurvey.ProceedingoftheThirdIEEESymposiumonBioinformaticsandBioengineering（BIBE）,2003

[6]吴恩惠.医学影像学[M].北京:

人民卫生出版社,2001:

1-9,172-176

[7]徐智.心血管造影图像的二维信息处理及其三维重建研究[D].天津:

天津大学,2003

[8]徐智,郁道银,谢洪波.心血管造影图像中的心血管提取[J].中国生物医学工程学报,2003,22

（1）:

6~11

[9]霍纪文,王秀章.医学成像技术[M].沈阳:

辽宁科学技术出版社,1994

[10]王溶泉主编.医用大型X线机系统[M].北京:

人民军医出版社,1995

[11]安文昊,屠波,朱永丽,等.数字减影血管造影系统的质量检测[J].中国医疗设备,2011,26（12）:

25-27