DSA的基本原理及高级运用

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1、DSA的相关基础知识 及高级应用,周素军,什么是DSA,DIGITAL SUBTRUCTION ANGIOGRIPHY 数字减影血管造影,什么是DSA,数字减影血管造影(DSA)是通过电子计算机进行辅助成像的血管造影方法，是70年代以来应用于临床的一种崭新的X线检查新技术。在注入造影剂之前，首先进行第一次成像，并用计算机将图像转换成数字信号储存起来。注入造影剂后，再次成像并转换成数字信号。两次数字相减，消除相同的信号，得到一个只有造影剂的血管图像。,DSA的发展,1934年Ziedes des Plantes 胶片减影法 电子减影 1978年美国威斯康星大学和亚利桑纳大学研制第一台数字减影血管

2、机 1980年11月在芝加哥召开的北美放射学会（RSNA)上公布,DSA的内涵,数字化：将模拟信号数字化，以便计算机处理 减影：通过计算机将两幅信息相反的图像叠加，消除骨骼、软组织等信息，仅保留血管信息,图像如何数字化,将模拟图像矩阵化，分成许多小的像素，并对每个像素赋予相应的数值，代表不同的灰度。,常用名词解释,原始数据（raw data） 由探测器直接接收到的信号，这些信号经放大后，再通过模/数转换，所得到的数据称“原始数据” 像素 (pixel）：构成图像的基本单位，也即 影像被分解成的孤立信息，像素的大小用尺寸表示，单位是m 矩阵（matrix）：构成图像的像素阵列，表示一个横成行，纵

3、成列的数字集合，是二维排列的像素集合,模拟图像,模拟图像：是一种以直观的物理量来连续地，形象地表现另一种物理量的情况。在这些图像中的密度（亮度）是空间位置的连续函数，影像中的点和点之间是连续的，中间没有间隔，感光密度（亮度）随着坐标点的变化是连续改变的。,模拟与数字,超市买-1.8kg糖 1.8kg糖即为要购买的 糖的模拟 糖0.5kg一包 需要买3或4包 “包”即认为规定的量级 允许误差的存在,数字与模拟,X线图像数字与模拟的区别在于其图像形成过程中的处理方式 最终呈现在我们眼前的总是由不同灰阶组成，表现为不同密度、对比度的影像,减影原理,在通常的血管造影的过程中，运用计数机处理，取人体同一

4、部位在造影剂注入前后两帧不同的数字图像，进行叠加。消除两帧图像的相同部分，得到造影剂充盈的血管图像,DSA的减影程序,摄制普通片 制备mask片，或称蒙片 摄制血管造影片 把mask片与血管造影片重叠一起翻印成减影片,蒙片,蒙片-与普通平片图像完全相同，而密度 相反的图像，也即正像，同透视像 1.通常为不含造影剂的图像 2.可以为造影序列中任一帧图像 3.可以是动态蒙片,什么是正片?什么是负片？,普通X光片是 负片 透视图像是正片,摄影与透视,空间分辨力,空间分辨力spatial resolution ：又称高对比分辨率，是指图像中可辨认的邻接物体空间几何尺寸的最小极限，即对影像细微结构的分辨

5、能力 与图像的矩阵大小相关 与单位面积内所含有的像素数 目成正比 单位LP/mm,线对与PPI,线对每毫米（LP/mm ）：指在一毫米内能分辨出多少对线,不同的分辨率,空间分辨力,DSA 13 LP/mm 普通胶片 10 LP/mm 航空电影胶片 100 LP/mm,密度分辨力,密度分辨力density resolution：又称低对比分辨率，是指图像中可辨认的密度差别的最小极限，即对细微密度差别的分辨能力 与图像中每像素所接受的光子数目成正比 用 %表示 如果密度分辨率为0.5%，则表示两个物资的密度差大于或等于0.5%时设备既能分别出来,关系,视野=矩阵 x 像素大小 视野不变，矩阵越大，

6、空间分辨率提高，但密度分辨率下降（每像数的光子数减少） 矩阵不变，视野越大，图像空间分辨率下降,常用名词解释,时间分辨力temporal resolution：亦称动态分辨力，表征系统的瞬间成像能力 DSA指单位时间内的成像帧数 CT/MR指单一层面的成像时间 时间分辨率越高，对动态组织器官的成像显示能力俞强，图像越清晰,对比度(Contrast),对比度(Contrast)是指兴趣区的相比信号强度的差异 在一幅图像中，对比度的形成可表现为不同灰阶梯度、光强度和颜色。 X线对比度表现为不同灰阶梯度,灰阶,灰阶（gray level）亦称灰度级，是指各组织器官的微小密度差别，反映图像的黑白灰等影

7、像层次，对应于每个灰度级的黑白程度称为灰标 像素的数目和灰阶越大图像越真实 人眼仅能辨认16个灰阶,DSA成像的关键影响因素,各参数的选择（造影程序、流率、流量、延时等） 患者的配合 伪影是最大的影响因素,DSA伪影（Artifact）,移动伪影 饱和状伪影 设备伪影,移动伪影,移动伪影（motion artifact）-因移动使减 影对配准不良在影像上形成的伪影 呼吸 心博 吞咽 肠蠕动 肢体移动,饱和状伪影,饱和状伪影(saturation artifact)-当视野内 某些部位对射线衰减极小时，使局部视 频信号饱和，形成均匀亮度的无信号区， 妨碍与之重叠的有用结构的观察 超过设备的动态范

8、围 可以补偿滤过,动态范围,动态范围表示图像所包含的从“最暗”至“最亮”的范围。动态范围越大,所能表示的层次越丰富,所包含的色彩空间也越广。 普通胶片 1：1000 CCD影像增强器 1:500 平板探测器 1：100000 表现为密度分辨率的高低,常用名词解释,动态范围 亮度响应非从0开始，亦不是无限大 最大亮度Bmax 最小亮度Bmin 动态范围D=Bmax/ Bmin,高压注射器,高压注射器的主要功能就是满足造影时所需的对比剂注射速度、压力及剂量控制 高压注射器能够确保在短时间内按设置要求将对比剂注入血管内，高浓度显示目标血管，形成高对比度影像，使检查成功率提高。,高压注射器相关术语,流

9、率（flow）:单位时间内经导管注入血管内的 对比剂的量 流量volume： 对比剂的一次注射量 压力限制： 斜率 ：对比剂达到预选流率所需时间,高压注射器相关术语,注射延迟(Injury delay):先曝光再注射对比剂 X线延迟(X-ray delay)：先注射对比剂再曝光 团注（blouse injection) ：在单位时间内向血管注射一定量的对比剂，其量略大于同期血管内的血流量，从而取代该节段血管内的血液,高压注射器使用注意事项,确认管路中无空气 检查各注射参数 联动设置（高压注射器控制血管机、血管机控制高压注射器）,DSA的显示特性,使2mm的血管4mm的血管得到同样的 显示 1.

10、碘浓度加1倍 2.曝光剂量增加4倍,DSA新技术,类CT 仿真内窥镜 三维成像（双容积重建、三维路图、IC3D） 模拟支架释放、导管头模拟塑形 下肢步进、追踪成像，图像融合 穿刺导航等,以旋转造影为基础的新技术,DSA三维重建（3D-DSA）原理,3D-DSA是在旋转DSA技术上发展而来的，是旋转DSA造影技术，及计算机三维图像处理技术相结合的产物。其工作原理为通过二次旋转DSA采集的原始图像传至三维工作站进行容积再现重建（VR）、多曲面重建（MPR）和最大密度投影（MIP），少数病人还进行仿真内窥镜（VA）显示。,旋转DSA及3D-DSA 在血管性疾病介入中的应用,应用范围： 脑血管病变 腹

11、部血管 脊髓血管畸形 四肢血管畸形 肺动脉栓塞,脑动静脉畸形,微小动脉瘤,三维立体图像,术前、后三维图像融合,通明化后VRT显示动脉瘤内情况,动脉瘤介入术前后对比,3D-DSA对脑动脉瘤的显示与诊断价值,可发现常规造影中被大血管遮盖的微小动脉瘤，并排出由于血管扭曲所导致的假阳性结果，从而提高脑动脉瘤的检出率 3D-DSA对于脑动脉瘤的三维形态及空间关系的显示亦具有绝对优势。可清楚显示动脉瘤的部位、大小、形态、数量，特别是对动脉瘤瘤颈与载瘤动脉、动脉瘤与正常血管的空间关系，瘤腔内有无重要分支的贯穿的辨别较常规DSA造影有明显优越性。 3D-DSA是判断治疗方案最佳的检查方法，其判断准确率明显高于

12、常规造影检查。可以选择最佳工作角度来进行血管内治疗，起可以提供微导管头塑性的参考角度以便能将微导管顺利到位，从而提高栓塞治疗的成功性，并减少并发症的出现。,三维路径图,动脉瘤栓塞中造影,脑血管支架术后类CT样图像,颈动脉支架术后类CTA,流速 1ml/s 总量 10ml 浓度 25% 注射时间 10s 延时时间 X线延时2s 导管所在位置 颈总动脉,VALUE OF DYNA-CT IN INTRACRANIAL STENTING,POST-STENT EVALUATION,18,May 21, 2014 IS department,XperCT 支架,确认支架位置，展开情况及与弹簧圈的关系。

13、支架网格及形态清晰可见，支架展开良好，使用了去除金属伪影功能，消除了弹簧圈高密度条状伪影，可明确弹簧圈与支架关系,16,May 21, 2014 IS department,XperCT MAR,Sum模式：弹簧圈无任何伪影，相邻软组织显示清晰,MIP模式，清晰显示弹簧圈和支架,15,May 21, 2014 IS department,XperCT 去除金属伪影MAR,更好的显示有金属的区域 更加清晰显示金属物体，无条状伪影,XperCT 无MAR,XperCT MAR功能,动脉瘤介入术中CT平扫样图像,13,May 21, 2014 IS department,XperCT出血诊断,左图蛛

14、网膜下腔出血 中图左额叶血肿，蛛网膜下腔出血 右图动脉瘤栓塞后，见金属弹簧圈显示,14,May 21, 2014 IS department,XperCT出血诊断, ,类CT图像类型,图1.三维立体图像,图2.类CTA样图像,图3.CT样平扫图像,+,=,双容积,Dual volume图像融合模式所做的图像，立体显示动脉瘤的三维结构，动脉瘤及颅骨的三维关系。,Dual volume图像切割进行“模拟手术”，优势在于使手术医生在手 术前更清楚了解动脉瘤的所在位位置，方便手术中寻找动脉瘤 将血管和骨骼或支架图像进行融合.从而能立体观察血管与周围骨骼及血管与支架的三维空间关系.,肾动脉狭窄类CT样图

15、像,腹主动脉类CT样图像,流速 5ml/s 总量 60ml 浓度 50% 注射时间 12s 延时时间 X线延时4s 导管所在位置 腹主动脉 MIP显示，层厚30-80mm,胆道三维立体图像,腹主动脉三维立体图,肾脏肿瘤的3D-DSA,门静脉,流速 2ml/s 总量 24ml 浓度 50% 注射时间 12s 延时时间 X线延时4s 导管所在位置 门静脉 MIP显示，层厚30-80mm,肝癌介入术后CT平扫样图像,3,May 21, 2014 IS department,XperCT 图像质量（SUM）,XperCT 平扫,Xper 增强扫描,肝脏上部层面，增强扫描造影剂参数为：肝总动脉：3ml/s 24ml 250psi delay time 5s 肝固有动脉：2ml/s 16ml 250psi delay time 5s 左右肝动脉：1ml/s 8ml 200psi delay time 5s,4,May 21, 2014 IS department,XperCT 平扫,Xper 增强扫描,肝脏中部层面,XperCT 图像质量（SUM）,5,May 21, 2014 IS department,XperCT 平扫,Xper 增强扫描,胆囊层面（红色箭头）,XperCT 图像质量（SUM）,6,May 21, 2014 IS department,XperCT 平扫,Xp