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编号:10264163
数字减影血管造影若干技术要素的研究
http://www.100md.com 《中国医学影像技术》 2000年第8期
     作者:杨燕敏 曹厚德 吴达明 何国祥

    单位:上海第二医科大学附属瑞金医院,上海 200025

    关键词:DSA;技术因素;脉冲采集

    中国医学影像技术000838[摘 要] 目的 研究DSA若干主要技术因素对检查效果的影响。方法 通过3108例DSA检查的回顾性分析,对造影剂注射、矩阵选择、采集方式选择、曝射参数设定及其它操作因素进行分析,特别对检查失败的病例,找寻原因。结果 从本文总结的病例来看,除婴幼儿童及心室功能计算需用超短脉冲采集外,其它疾病的诊治一般脉冲采集均可获得满意效果。结论 各种技术因素的优化选择,可在获得优质图像的同时,减少辐射剂量及节省机器损耗。

    [中图分类号] R814.43 [文献标识码] A

    [文章编号] 1003-3289(2000)08-0692-03
, 百拇医药
    Investigation on Some Major Technical Factors of Digital Subtraction Angiography

    YANG Yan-min, CAO Hou-de, WU Da-min, et al

    (Ruijin Hospital,Shanghai Second Medical University,Shanghai 200025,China)

    [Abstract] Purpose To investigate the influence of some major technical factors upon the examinning effect during DSA examination. Methods To analyse retrospectively the injection of contrast media,choice of acquisition mode and matrix,and the setting of exposure parameters together with other operating factors in 3108 cases,and especially the reasons for failure to finish the examination were analysed for the cases concerned. Results The super-pulse acquisition (25 images/s) should be used during the examination performed in infants or children and in measuring the cardiac function,while the ordinary pulse acquisition (3.1~12.5 images/s) would be enough for obtaining satisfactory effects. Conclusion Optional choice among various technical factors would be conductive to obtaining images of high quality and reduce the radiation and the cost of machine expectancy mean while.
, 百拇医药
    [Key words] DSA; Technical factor; Pulse acquisition

    数字减影血管造影(digital subtraction angiography;DSA)是由计算机辅助的血管造影数字化成像技术。自80年代数字减影血管造影进入实用阶段以来,使血管疾患的诊断及治疗达到一个新的高度。由于DSA图像的记录方式与传统的血管造影有根本的不同,因此与之相关的计算机程序中成像条件的设定及其它技术参数的选择也有其一定的特殊性。本文拟就与造影效果密切相关的若干技术因素结合3108例次不同部位DSA的技术方法及参数进行研讨。

    1 材料与方法

    搜集本院自1995年10月至1999年11月间所进行的DSA检查的完整资料,计3108例次。包括心血管1556例次,脑血管342例次,外周血管1210例次(见表1)。其中失败者9例(占0.28%)。使用GE公司Advantex LCV-1型DSA装置。最大容量1250mA。X线管大焦点1.1mm,小焦点0.6mm,微焦点0.3mm。影像增强器(image intensifer,I.I)视野12英寸、9英寸、4.5英寸。采样矩阵为512×512、1024×1024,前者最快采样速度为25帧/s,后者最快采样速率为6.25帧/s。
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    由4位资深专家(影像诊断及技术专业各2位)对3108例DSA检查的效果进行评价,特别对9例失败病例从新调阅图像,进行研究。

    2 结果

    从本院1556例心脏DSA检查的效果来看,除婴幼儿童及心室功能计算时需用超短脉冲采集外,其它疾病的检查,脉冲采集方式均能获得满意效果。各种技术因素的优化选择可在获得优质图像的同时,减少辐射剂量。

    3 讨论

    3.1 矩阵与采样速度 DSA图像的分辨率较传统的电影摄影低。这是由于电影胶片赖以成像的银颗尺寸远较象素尺寸小。因此要提高DSA的图像分辨率必须提高矩阵数。据测试,同为12英寸影像增强管,矩阵数512×512,空间分辨率为0.8Lp/mm,而1024×1024则可达1.3Lp/mm[1]。但是,矩阵的选择又受采集速度所制约。因此在不同部位的DSA检查中,根据采集速度要求的不同,应选用不同的矩阵数,以获得最高的分辨率。一般而言,矩阵数与采集速度很大程度上受设备性能的制约。例如:计算机性能、硬盘的储存容量等,因此,两者的设定,必须采取互补的方式。
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    表1 检查项目/例数及主要技术参数

    人次

    采集

    方式

    造影

    方式

    kV

    曝射参数

    mA

    mAs

    焦点

    剂量

    速率
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    (帧/s)

    矩阵

    视野

    冠状动脉

    1504

    PI

    IA

    75

    1.1

    D

    12.5

    512

    4.5″
, 百拇医药
    心室

    52

    PI/SPI

    IA

    75

    1.1

    C/D

    12.5/25

    512

    12″

    脑血管(颈总动脉)

    260

    CI
, 百拇医药
    IA

    75~80

    640~800

    35

    1.1

    C/D

    3.1

    1024

    12/9″

    脑血管(颈内、外动脉)

    82

    CI

    IA
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    75~80

    640~800

    35

    1.1

    C/D

    3.1

    1024

    12/9″

    椎动脉

    185

    CI

    IA

    75~80
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    640~800

    35

    1.1

    C/D

    3.1

    1024

    12/9″

    肺动脉、支气管动脉

    25

    CI

    IA

    70~80

    500~640
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    35

    1.1

    C/D

    3.1

    1024

    12/9″

    腹主动脉

    67

    CI

    IA

    75~80

    640~800

    40
, 百拇医药
    1.1

    C/D

    3.1

    1024

    12″

    肝动脉

    460

    CI

    IA

    75~80

    640~800

    40

    1.1
, 百拇医药
    C/D

    3.1

    1024

    12″

    肠系膜动脉

    45

    CI

    IA

    75~80

    640~800

    40

    1.1

    C/D
, 百拇医药
    3.1

    1024

    12″

    肾动脉

    47

    CI

    IA

    75~80

    640~800

    40

    1.1

    C/D

    3.1
, 百拇医药
    1024

    12″

    四肢动脉(静态)

    104

    CI

    IA

    60~70

    250~320

    30

    0.6

    D

    3.1

    1024
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    12″

    四肢动脉(动态)

    95

    CI

    IA

    65~75

    40

    0.6

    D

    6.3

    512

    12″

    四肢静脉(静态)
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    91

    CI/PI

    IV

    60~70

    250~320

    30

    0.6

    D

    3.1/6.3

    1024

    12″

    四肢静脉(动态)

    91
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    CI/PI

    IV

    65~75

    0.6

    D

    3.1/6.3

    512

    12″

    注:剂量从小到大分为A、B、C、D四组:静态A:100微伦/帧;B:250微伦/帧;C:500微伦/帧;D:1000微伦/帧 动态A:5微伦/帧;B:10微伦/帧;C:15微伦/帧;D:20微伦/帧

, 百拇医药     图1 脉冲采集方式示意图

    3.2 图像采集方式 图像的采集方式依速度的不同,可分为:超短脉冲采集(SPI)、脉冲采集(PI)及连续采集(CI)(图1)。

    (1)由图1中可见,SPI方式的X线脉冲宽度最窄,每次曝射时间短,因此可达到较高的管电流值。由于曝射频率高,能作较长时间的曝射,可作持续的动态观察。适用于心脏及主动脉等生理运动较快的部位的检查。

    (2)PI方式的X线脉冲宽度相对较宽,X线曝射频率也相对较低,采集速度则相对较慢。从理论上讲,对生理运动较快的部位检查会形成一定的运动模糊度。但从本文总结的病例来看,除:①婴幼儿童心搏较快;②心室功能计算时易于捕捉到最大扩张期及最小收缩期,因此必须采用25帧/s采集外,其它部位及病种的DSA检查均可用PI方式,获得良好的效果。12.5帧/s采集的图像,回放作连续动态观察时已无动画片式的跳跃感。
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    (3)CI方式是X线连续曝射,管电流值低。对四肢等周围血管血流情况的观察较有价值。例如:观察血管狭窄段的全长及狭窄程度等。

    3.3 造影剂用量与注射速率 造影剂用量及注射速率的选择也与造影效果有一定的关系。根据我院的经验,以表2所述为佳。

    3.4 曝射参数的设定 除机器本身的自动曝光功能外,手动设定时应考虑:①为尽量减少变量,焦片距(SID)除脑血管、椎动脉为110cm外,其它均固定设置于100cm。因为前者要求更细微血管的清晰显示。②根据光电摄像管的特性曲线及含碘对比剂对X线的吸收系数,管电压以65~75kV为最佳。这样能获得较高的对比度及分辨率。外周血管中除腹主动脉、肝动脉、肾动脉等也可用80kV。根据管电压值,除四肢血管管电流值设置在250~320mA外,其它心、脑及外周血管均设定于640~800(见表1)。曝射参数设定的相关因素有:①肢体厚度。②视野:视野加大,则需加kV及mA。如12英寸调节至9英寸,则应由640mA加至800mA,75kV加至80kV。③焦片距:影像增强器越接近照射部位曝射参数越低,反之需增加。一般每增加5cm需加10%~20%ms。④X线入射角度:角度增大,曝射参数也需增加。一般需加3~5kV。
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    表2 造影剂用量及速率的选择

    造影剂用

    量(ml)

    速率(IA)

    ml/s

    速率(IV)

    ml/s

    冠状动脉

    5~8

    2~3

    心室

    30~50

    20~25
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    颈总动脉

    10~12

    6

    颈内、外动脉

    6~8

    3

    椎动脉

    6

    2~3

    肺动脉

    30~40

    10~15

    腹主动脉
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    50

    15~20

    腹腔动脉

    25~30

    6~8

    下腔静脉

    20~30

    8~10

    肝动脉

    25

    6~8

    肠系膜上动脉

    20~30
, 百拇医药
    8~10

    肠系膜下动脉

    15~20

    3~5

    肾动脉

    8~12

    4~6

    上肢动脉

    10~20

    4~6

    上肢静脉

    20~30

    2~4
, 百拇医药
    下肢动脉

    15~25

    6~8

    下肢静脉

    30~50

    1.5~3

    图2A 冠脉DSA(PI方式)(↑示狭窄处)

    图2B 冠脉DSA(PI方式)(↑示狭窄处已扩张)
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    图3 肠系膜上动脉DSA,显示细微血管

    图4 脑血管DSA,显示细微血管

    3.5 幅射剂量限制 在专业人员中,常将DSA检查质量与图像质量等同起来,笔者认为:图像质量虽是DSA检查质量中最重要的一个方面,但两者不能等同。因为后者还应包括被检者的辐射剂量及X线球管使用寿命等方面的因素。当今的质量概念是对诊治对象全面负责的总体行为。因此,近年来一些国际组织均将被检者辐射剂量纳入质量评价指标体系,作为总体评价的要素之一。如何在尽可能低的辐射剂量下获得满足临床要求的图像是至关重要的[2,3]

    在DSA检查中,选择的脉冲速率越小,辐射剂量也越低。经采用人体仿真体模(上海医科大学放射医学研究所研制SMN-1型人体组织等效模型)及圆柱形氟化锂热释光剂量元件(LIF-HSA-TLD)进行的模拟试验,其结果与文献报导相似,即以25帧/s的剂量作为100%,则12.5帧/s为50%,6.3帧/s为25%,3.1帧/s为10%[4]。据此,在图像质量不影响诊治效果的前提下,应尽量采用PI方式采集图像。这对于患者及术者的健康有俾益。此外,对于X线球管的负荷及机器的使用寿命也均有优越性。
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    3.6 对比增强问题 对比增强是图像处理的一种方法。从理论上讲,增强对比有利于纤细结构的清晰显示,因此DSA检查中常用此技术方法。在心血管DSA检查中,以高对比为佳,但在脑血管及其它纤细血管的DSA检查中则应适当降低增强。因为图像的噪声会随对比增强而增加,因噪声的增加又会导致图像对比分辨率下降,最终反而影响细小血管的显示(见图2、3、4)。

    3.7 检查失败原因分析 ①病人不合作:烦燥、神志不清或屏气困难。②生理及病理因素:先天性的解剖变异、老年性血管扭曲、手术及创伤引起的解剖变异使造影失败。③造影剂剂量不足或速率选择不当,脉冲曝射时未能捕捉到靶血管影像。④机器故障。

    作者简介:杨燕敏(1956—),女,浙江人,学士,主管技师。

    [参考文献]

    [1] Shigcki Lee.Clinical Application of 10242 Matrix DSA[J].Medical Review,1989,29:32-37.

    [2] 杨燕敏,曹厚德.关于X线照片影像标准评价体系的思考[J].中华放射医学与防护杂志,2000,20(2):149-159.

    [3] 杨燕敏,沈梅华,何国祥,等.关于头颅、腹部、腰椎及膝关节四部位影像质量标准的制订:放射诊断QA、QC第三届全国学术会议论文汇编[C].中华影像技术学会,1999,9:199-201.

    [4] 曾勇明.数字脉冲透视在介入放射学的应用与评价[J].中国医学影像技术,2000,16(2):162-163.

    收稿日期:2000-03-30, http://www.100md.com