6-第六章-数字减影血管造影检查技术

第六章

数字减影血管造影检查技术

（DSA）8/22/20261四川省雅安职业技术学院医学系樊先茂本章学习目标1．掌握DSA系统的基本组成，DSA的原理、常用减影方式及成像方式、检查技术及操作程序。2．熟悉数字平板探测器的结构及工作原理、高压注射器结构、DSA信号与幅度、DSA其它减影方式及成像方式、DSA临床应用。3．了解DSA的发展史、影像链组成、CCD工作原理、DSA成像系统的控制、能量减影特点、混合减影程序、DSA手术操作。8/22/20262四川省雅安职业技术学院医学系樊先茂概述减影是在一幅图像上减去非观察组织的图像。数字减影技术广泛应用于血管造影、关节造影、脊髓造影、乳腺造影等方面。其中在血管造影方面运用最成熟，称为数字减影血管造影（DSA），又叫数字血管成像（DVI)。8/22/20263四川省雅安职业技术学院医学系樊先茂DSA是20世纪80年代继CT之后出现的医学影像新技术，是电子计算机图像处理技术与传统X线血管造影技术相结合的一种新检查方法。X线血管造影术历史悠久。实质：减除造影片上与血管影像重叠的背景影像，使血管单独显示出来。发展方向：高度一体化、系统化、程序化、自动化、数字化、网络化、智能化。8/22/20264四川省雅安职业技术学院医学系樊先茂数字减影血管造影（DSA）主机8/22/20265四川省雅安职业技术学院医学系樊先茂本章所属节第一节DSA系统的组成第二节DSA的原理第三节DSA的减影方式及成像方式第四节DSA检查技术及操作程序第五节DSA临床应用8/22/20266四川省雅安职业技术学院医学系樊先茂第一节

DSA系统的组成8/22/20267四川省雅安职业技术学院医学系樊先茂图6-1DSA系统组成框图X线发生系统电子计算机系统机械附属系统成像控制系统8/22/20268四川省雅安职业技术学院医学系樊先茂三、机械及附属设备系统（一）机械系统主要包括机架和检查床。

要求：运动范围大、速度快、全方位。1．机架：有C形臂、U形臂、双C形臂、L+C形臂等。现代多用双、单C臂三轴或L＋C臂三轴系统。座地或悬吊安装。2．检查床：纵向、横向运动范围大，左右旋转。双向运动180°。（二）附属设备最重要的是：高压注射器。两种类型：压力型和流率型，后者使用较普及。8/22/202611四川省雅安职业技术学院医学系樊先茂四、DSA成像系统的控制DSA在透视状态操作，控制方法：手闸和脚闸。控制方式：一是计算机为主体控制所有机器。二是控制X线机，计算机作部分控制。主要控制信号有：手闸闭合信号；电路切换信号；曝光预备信号；光阑控制信号；X线机准备完毕信号；高压注射器启动信号；脉冲曝光控制信号等。8/22/202612四川省雅安职业技术学院医学系樊先茂补充：DSA机房的环境要求与设备维护DSA系有创手术，DSA室应按医院手术室的要求来设计与管理。DSA室布局要合理，分污染区、清洁区与无菌区。技师负责设备的日常维护与设备间的管理。DSA室应配设备工程师。8/22/202613四川省雅安职业技术学院医学系樊先茂第二节

DSA的成像原理8/22/202614四川省雅安职业技术学院医学系樊先茂一、DSA减影程序①摄制普通片，各像素数字化。②计算机制备mask像（蒙像），数字负像化。8-3=58+（-3）=5③摄影血管造影像，各像素数字化。④计算机把mask像与血管造影像重叠一起处理成减影像。8/22/202615四川省雅安职业技术学院医学系樊先茂二、摄影图像数字化过程普通摄影图像数字化造影图像数字化8/22/202616四川省雅安职业技术学院医学系樊先茂三、DSA减影原理Mask像数字信号造影像数字信号和（差）信号（一）电路“减”原理8/22/202617四川省雅安职业技术学院医学系樊先茂（二）、DSA减影原理示意图8/22/202618四川省雅安职业技术学院医学系樊先茂原理

在注入对比剂前、后各曝光一次，两幅图像除注入了对比剂的那部分血管密度有区别外，其余部分相同，经过“减”处理便获得了一幅没有其它组织影像重叠的血管造影图像。8/22/202619四川省雅安职业技术学院医学系樊先茂8/22/202620四川省雅安职业技术学院医学系樊先茂8/22/202621四川省雅安职业技术学院医学系樊先茂第三节

DSA的减影方式及成像方式8/22/202622四川省雅安职业技术学院医学系樊先茂一、DSA的减影方式（一）时间减影：不同时间分别摄取Mask像和造影像进行减影，称为时间减影法。Mask像可以对比剂注入前或造影充盈的任一时刻摄取。8/22/202623四川省雅安职业技术学院医学系樊先茂1.时间减影常规成像方式摄取时机有手动和自动方式。Mask像造影像8/22/202624四川省雅安职业技术学院医学系樊先茂2.时间减影脉冲方式与脉冲Ｘ线曝光同步8/22/202625四川省雅安职业技术学院医学系樊先茂主要用于除胸部以外活动度不大的部位，如脑血管、颈动脉、肝动脉、四肢血管等。8/22/202626四川省雅安职业技术学院医学系樊先茂3.时间减影超脉冲方式:用于胸部活动度大的部位

及心脏大血管活动快的部位３０帧/秒8/22/202627四川省雅安职业技术学院医学系樊先茂4.时间减影时间间隔差方式:主要用于心脏检查8/22/202628四川省雅安职业技术学院医学系樊先茂透视下插管普通透视Mask1血管像减影推注对比剂血管像引导5.时间减影路标方式腹腔动脉DSA插管头置腹腔动脉入口8/22/202629四川省雅安职业技术学院医学系樊先茂6.心电图触发脉冲方式:用于心脏大血管图6-5心电图触发脉冲方式示意图

脉冲曝光与心脏大血管搏动同步，保证图像与节律同相，避免图像运动模糊。8/22/202630四川省雅安职业技术学院医学系樊先茂（二）能量减影(双能量、K缘减影）图6-6能量减影原理图70KV130KV碘信号相差80%骨信号相差40%软组织相差约25%气体几乎不差别有效消除气体影经加权后再减影消除软组织留下明显的骨及碘信号33KeV减影8/22/202631四川省雅安职业技术学院医学系樊先茂（三）混合减影造影剂注入前：先作能量减影，获得消除软组织的骨组织图像。造影剂注入后：再作时间减影，获得单纯血管图像。因减影次数多，信号衰减多，噪声有所增加，设备要求复杂，很少用。8/22/202632四川省雅安职业技术学院医学系樊先茂二、DSA的成像方式IV-DSAIA-DSA非选择性选择性中心法外周法超选择性选择性8/22/202633四川省雅安职业技术学院医学系樊先茂（一）IV-DSA经静脉引入对比剂进行DSA检查的方法。

1.非选择性IV-DSA:

外周法:用16~18号套管针穿刺肘部正中静脉、贵要静脉，注射对比剂，经血液循环到兴趣区的方法。特点：操作简单，但检查区大血管同时显影，互相重叠，对比剂剂量多，临床少用。仅用于动脉插管困难或不适于作IA-DSA者。

8/22/202634四川省雅安职业技术学院医学系樊先茂中心法：在肘部选择较粗的静脉或股静脉穿刺插管，将导管尖置于上腔静脉、下腔静脉或右心房注射对比剂检查。

主要用于行IA-DSA有困难时观察大动脉及主干分支。8/22/202635四川省雅安职业技术学院医学系樊先茂2.选择性IV-DSA：以静脉穿刺或插管，将导管尖抵达受检部位的邻近点检查。临床上常用于上、下腔静脉，右心、肺动静脉的检查等。8/22/202636四川省雅安职业技术学院医学系樊先茂（二）IA-DSA穿刺途径：股动脉、肱动脉、腋动脉，少数经颈动脉、锁骨下动脉。选择性：将导管尖置于受检查部位近端约2厘米处注射对比剂。主要用于主动脉及主干分支。超选择性：将导管尖置于更细动脉或脏器供血血管处注射对比剂。主要用于动脉分支检查。具有对比剂浓度低、剂量少。8/22/202637四川省雅安职业技术学院医学系樊先茂优点：所需对比剂用量少，浓度低。减少了病人副作用，过敏机会减少。血管相互重叠少，明显改善了小血管的显示。操作灵活性大，便于介入治疗，无大损伤。应用广泛。8/22/202638四川省雅安职业技术学院医学系樊先茂1．动态DSA：在球管、人体和检测器同步运动下获得DSA图像为动态DSA，主要用于运动部位成像。8/22/202639四川省雅安职业技术学院医学系樊先茂2．数字电影减影（DCM）实时成像每秒25~50帧，一般双向25帧/秒，单向50帧／秒，制成电影播放方式，适用于心脏、冠状动脉检查。8/22/202640四川省雅安职业技术学院医学系樊先茂3．旋转式DSA人体静止，C型臂（X线管与增强器）围绕患者旋转运动，对血管及分支作180°的参数采集，为30°／s，8~50帧/秒，分别完成Mask像和造影两个序列采集。适用于脑血管、心腔和冠状动脉检查，形成三维图像。8/22/202641四川省雅安职业技术学院医学系樊先茂4．步进式血管造影球管与影像增强器静止，导管床携人体自动匀速移动，快速脉冲曝光采集图像，实时减影，获得血管全程像。主要用于：获得四肢血管全貌，解决肢体血管行程长的问题。8/22/202642四川省雅安职业技术学院医学系樊先茂5．遥控对比剂跟踪技术运动类似步进方式。床面的移动速度和帧速根据血管中的对比剂浓度编程程序自动控制，以获得血管始终充盈满意的全程像。特别适用于四肢动脉闭塞性病变或狭窄性病变检查。8/22/202643四川省雅安职业技术学院医学系樊先茂6．自动最佳角度定位系统C形臂三轴系统（三个马达驱动的旋转轴）在自动最佳角度定位软件的控制下自动确定复杂血管的最佳显示角度，主要用于成球状交织分布的冠状动脉和脑血管。操作者先要获得（正、侧位）或（正、相差30°斜位）两个视图，自动最佳角度定位系统就能自动处理这些信息，获得反映该血管最佳视图的具体角度。8/22/202644四川省雅安职业技术学院医学系樊先茂第四节

DSA操作技术及操作程序8/22/202645四川省雅安职业技术学院医学系樊先茂一、DSA图像采集（一）患者资料输入

类似其它数字设备的输入内容。8/22/202646四川省雅安职业技术学院医学系樊先茂（二）设计病人体位

先进DSA采用快速旋转采集成像，对体位要求不严。普通DSA采取选择适当的体位和变换投射方向来全面显示病变。体位设计方法：选择标准体位；转动体位或C型臂，确定合适的体位；利用切线方位曝露欲观察的部位。重要原则：尽量使病变部位紧靠检测器。8/22/202647四川省雅安职业技术学院医学系樊先茂（三）确定DSA方式操作者应掌握各减影方式的特点及适用范围。阅读病历资料，根据病情及检查要求，确定减影方式。8/22/202648四川省雅安职业技术学院医学系樊先茂（四）选择及确定采集时机及帧率原则：摄取对比剂最大浓度时刻，并尽可能减少曝光量次数。方式：键盘输入指令按设定程序执行。高压注射器选择---照射延迟/注射延迟。延迟的选择取决于：造影方法、导管顶端至造影部位的距离、循环时间。

8/22/202649四川省雅安职业技术学院医学系樊先茂采集帧率取决于：DSA装置、病变部位和病变特点。图像采集时间取决于：插管程度、病变部位和诊断要求。8/22/202650四川省雅安职业技术学院医学系樊先茂（五）选择其他相关技术参数

矩阵、增强器视野、摄像机光圈、焦点、球管负载、X线脉宽、千伏和毫安值、曝光时间、mask帧数、积分帧数、放大类型、注射延迟类型和时间、对比剂总量和浓度、注射流率、噪声消除方式。8/22/202651四川省雅安职业技术学院医学系樊先茂例如：心脏DSA需高帧率、大剂量对比剂和快注射速率。四肢血管DSA需低帧率，低浓度对比剂。四肢末梢血管DSA需曝光延迟，提前注射对比剂。8/22/202652四川省雅安职业技术学院医学系樊先茂（六）设定mask像与充盈像的相减组合

mask像确定：根据诊断要求、观察血管时期和范围选择在对比剂出现之前、对比剂消失之后或对比剂充盈最佳时。减影组合可在造影前设定，如图像不理想，可在后处理中重新选择mask像和充盈像，进行配对减影。DSA后处理，通常先将整个造影过程复习一遍，再确定减影对。8/22/202653四川省雅安职业技术学院医学系樊先茂（七）确认对比剂注射参量1．对比剂的浓度及用量理论依据：

对比剂浓度XMAS平方根=图像显示程度成正比。血管内所需最低剂量与血管直径成反比。临床总结：IV-DSA浓度一般为60％～80％，外周法比中心法高。IA-DSA浓度一般为40％～60％，超选择法浓度略低。成人一次量为1.0ml／kg，总量3～4ml／kg。儿童一次量为1.2～1.5ml／kg，总量为4～5ml／kg。8/22/202654四川省雅安职业技术学院医学系樊先茂2．注射流率注射流率（速度）是指单位时间内经导管注入对比剂的量，以ml／s表示。流率选择原则：使流率与导管尖端所在部位的血流速度相同。注射流率低于血流速度：对比剂稀释、显影差。注射流率高于血流速度：血管压力增加，病人不适及产生血管破裂，夹层动脉瘤、动脉粥样硬化禁忌流率过大。8/22/202655四川省雅安职业技术学院医学系樊先茂影响注射流率因素：导管内径、长度、端或侧孔、对比剂粘稠度、导管与血管方位关系。注射流率与：与导管长度、对比剂粘稠度成反比，与导管半径四次方及注射压力成正比。IA-DSA注射流率与：血管显示数量级（细血管等级）及图像分辨率成正比。8/22/202656四川省雅安职业技术学院医学系樊先茂注射斜率是指注射对比剂达到预选流率的所需时间，即注药的线性上升速率。斜率越大，对比剂进入血管内越快，反之亦然。一般在靶血管承受范围内，线性上升速率与血管的显示率成正比。t1t2t浓度3.注射斜率与注射加速度Va-Vo/t1Vb-Vo/t2ba8/22/202657四川省雅安职业技术学院医学系樊先茂注射加速度是注射速度的时间变化率。加速度大，注入快，压力大。加速度太大血管可能发生破裂。多次注射指造影过程中进行重复注射对比剂。应选定首次注射流率、末次注射流率，某时刻注射量等参数。8/22/202658四川省雅安职业技术学院医学系樊先茂4．注射压力注射压力=导管内阻力+血管内阻力。注射压力有关因素：造影部位、病变、导管型号、血管大小、外周法与中心法、选择性与超选择性。单位：PSI（磅/平方英寸）。8/22/202659四川省雅安职业技术学院医学系樊先茂（八）判断导管顶端的位置导管应与血管长轴平行,顶端应位于血管腔中间。导管顶端至兴趣区距离越近，所需对比剂浓度越低，用量越小,且成像质量越好。但动脉瘤检查，导管顶端应远离病变处，且顺常态血流注药。8/22/202660四川省雅安职业技术学院医学系樊先茂（九）进行血管造影并采集图像1．放大技术（1）几何放大：M=1+b/a。（2）电子放大：改变II输入屏上电压视野大小影像大小。8/22/202661四川省雅安职业技术学院医学系樊先茂2．定位技术在图像采集前确定造影部位准确的初始位置，以便在采集过程中及时寻找该血管部位。主要用于冠状动脉和腹部血管DSA检查。3．缩光技术准直器遮盖曝光野空旷区或低密度区图像采集照射区密度。4．屏气技术胸部：深吸气后屏气。腹部：深呼气后屏气。8/22/202662四川省雅安职业技术学院医学系樊先茂5．持续采集技术原则：采集到诊断区满意为止。如：心脏DSA采集要到左心室充盈满意为止。冠状动脉DSA要到静脉像充盈满意为止。观察侧支循环到侧支循环充盈为止。肝癌病人腹腔动脉DSA延长到门静脉满意为止。消化道出血行肠系膜上、下动脉DSA到毛细血管期或静脉期，以观察动脉、静脉畸形或细小血管。8/22/202663四川省雅安职业技术学院医学系樊先茂二、DSA图像处理

（一）窗口技术窗口技术是通过窗宽、窗位调节保证DSA图像效果的处理技术。同其它数字图像的窗口技术,在CT中集中介绍。8/22/202664四川省雅安职业技术学院医学系樊先茂（二）空间（频率）滤过空间（频率）滤过是选择性增强或减弱某些空间频率成份的图像处理技术。1．2．3．低通电路中通电路高通电路低通滤过高通滤过中通滤过平滑图像边缘增强图像低噪图像8/22/202665四川省雅安职业技术学院医学系樊先茂（三）校正配准不良配准不良：曝光期间病人移动，mask像与造影像不能精确对位。

1．再蒙片图像后处理中重新选择Mask像来校正。此法最常用。2．时间间隔差图像后处理中估测患者运动时间，确定间隔时间，寻找清晰的图像。3．像素移位图像后处理中采用计算机内推法程序，将mask片的局部或全部像素向不同方向移动一定距离，使之与对应的像素正好配准。8/22/202666四川省雅安职业技术学院医学系樊先茂（四）图像合成（积分）积分因素越多，图像噪音越低。8/22/202667四川省雅安职业技术学院医学系樊先茂（五）

匹配滤过

与

递推滤过匹配滤过：减影图像再积分，目的：提高信噪比（突出碘信号，降低背景信号和噪声）。递推滤过：用视频影像处理方式将图像积分。目的：提高图像对比度和分辨率。8/22/202668四川省雅安职业技术学院医学系樊先茂（六）对数放大与线形放大理论上造影剂浓度与DSA信号成正比例变化中等厚度呈线性正比关系厚度大、薄呈非线性正比关系线性等倍放大对数式放大提供补偿获对比均匀图像8/22/202669四川省雅安职业技术学院医学系樊先茂(七)补偿滤过肢厚肢薄暗电流饱和电流摄像机动态范围物体动态范围补偿滤过：球管与病人间放置衰减材料，衰减特定区域。目的：使物体动态范围与系统动态范围吻合。无DSA信号无DSA信号增加kVp附加滤过材料降低摄像机增益8/22/202670四川省雅安职业技术学院医学系樊先茂（八）界标与感兴趣区处理1．界标技术:即路标方式（前面已介绍）减影提供插管定位像。2．感兴趣区处理方法常有：

勾边增强，病变区放大、灰度校准、转换及附加注解，对病变区数学运算及图像换算，病变区的计算／统计，建立时间—密度曲线，病变区曲线处理、定量分析，确定心脏功能参量，研究对比剂流过血管情况。8/22/202671四川省雅安职业技术学院医学系樊先茂三、DSA图像记录、存储与传输（一）DSA图像的记录1．激光打印照片2．X线影像录像片3．数字图像工作站记录光盘8/22/202672四川省雅安职业技术学院医学系樊先茂（二）DSA图像的存储与传输1．DSA图像存储格式:压缩存储在磁带、光盘、记忆卡片上。

JPEG格式:用于静止图像。

MPEG格式:用于运动图像。2．DSA图像的传输:PACS系统实现。8/22/202673四川省雅安职业技术学院医学系樊先茂四、DSA图像质量如：脉冲方式：摄影帧频低，但每帧图像X线剂量大，图像对比、分辨率较高。超脉冲方式则恰恰相反。（一）影响DSA图像质量的因素1．设备结构性能：X线源、影像接收器、电视摄像系统、影像处理和显示系统、DSA分辨率。2．减影成像方式

根据受检部位特点和诊断要求选择相应减影成像方式。

8/22/202674四川省雅安职业技术学院医学系樊先茂3．操作技术：摄影条件、摄影体位、其它相关摄影技术因素、图像后处理技术。4．造影方法与对比剂：造影方法、对比剂的使用。5．DSA图像伪影

运动性伪影设备性伪影：饱和状态伪影：表现：均匀亮度的无DSA信号的盲区。原因：过薄或密度过低肢体未使用补偿滤过。

8/22/202675四川省雅安职业技术学院医学系樊先茂6．DSA的图像噪声

表现：斑点、细粒、网纹或雪花状或结构异常，影像清晰度下降。原因:(X线产生打印照片,全过程均产生噪声)

X线系统的量子噪声、影像增强器的量子噪声、电子噪声、散射线引起噪声、辐射剂量减小引进噪声、数据处理及转换过程中误差引起噪声、存贮器或磁盘存取时出现噪声、多幅照相机和荧光等。8/22/202676四川省雅安职业技术学院医学系樊先茂7．影像变形与放大原因：（1）病人定位：不精确（角度不准、方位不精）（2）几何原因：球管、病人及检测器位置造成几何放大畸变。8/22/202677四川省雅安职业技术学院医学系樊先茂（二）改善DSA图像质量的措施1．术前与患者说明检查过程和注意事项。2．设计最佳摄影体位。3．制定合理的曝光程序，选择恰当的曝光参数。4．确定导管先端的位置、对比剂的浓度、用量、流率、注射压力以及延迟方式。5．正确使用遮光栅、密度补偿器防止饱和伪影的产生。6．保证影像质量的同时尽量减少不必要的照射。7．充分利用图像后处理功能，使影像符合诊断要求。8．正确匹配激光相机以及冲洗药液，并定期检测。8/22/202678四川省雅安职业技术学院医学系樊先茂第五节DSA的临床应用8/22/202679四川省雅安职业技术学院医学系樊先茂（一）DSA的适应证1．血管本身病变。2．出血性病变诊断与治疗。3．血管的介入治疗。4．血供脏器病变的鉴别诊断。5．术后随访。6．各种先天性心脏病。8/22/202680四川省雅安职业技术学院医学系樊先茂（二）DSA的禁忌证

①碘和麻醉剂过敏。②严重的心肝肾疾患。③严重的血管硬化或穿刺血管严重阻塞病变。④急性炎症、高热。⑤严重的出血倾向和凝血功能障碍。⑥穿刺部位感染。8/22/202681四川省雅安职业技术学院医学系樊先茂（三）DSA的并发症1．穿刺插管导致的并发症处理原则：对因治疗。2．对比剂过敏导致的并发症一般难以预防，应控制好对比剂的浓度和用量，对症处理。8/22/202682四川省雅安职业技术学院医学系樊先茂二、DSA的术前准备与手术操作

（一）DSA的术前准备

1．病人准备：普通手术准备和特殊准备。2．器械准备：DSA主机、导管相关物品及抢救设备准备。3．药品准备：对比剂与抢救药品准备。8/22/202683四川省雅安职业技术学院医学系樊先茂（二）DSA的手术操作常选股动脉和股静脉，有时取肱动脉、腋动脉、肘部静脉及颈静脉经皮穿刺血管插管操作。8/22/202684四川省雅安职业技术学院医学系樊先茂8/22/202685四川省雅安职业技术学院医学系樊先茂（二）DSA的手术操作不同部位选用不同形状和型号的导管，与靶血管形态和走行相适应。先作较大血管DSA，明确血管走行后再行选择性或超选择性穿刺。8/22/202686四川省雅安职业技术学院医学系樊先茂（二）DSA的手术操作操作中变换导管前端方位，或旋转导管，注意轻柔以防血管内膜损伤。插管中选用路标方式，或图像冻结方式，或选用相关图像作参考，以便指导插管。造影完毕拔出导管压迫动脉15分钟，再加压包扎，患者平卧24小时。8/22/202687四川省雅安职业技术学院医学系樊先茂三、神经系统造影（头颈部DSA）1．造影参数选择：浓度为50％～60％。2．造影体位颈内、外动脉造影常规头颅仰卧正位、仰卧水平侧位，必要时加左、右斜位。椎动脉造影常规仰卧水平侧位和汤氏位。8/22/202688四川省雅安职业技术学院医学系樊先茂DSA（全脑血管造影）8/22/202689四川省雅安职业技术学院医学系樊先茂DSA3DDSA8/22/202690四川省雅安职业技术学院医学系樊先茂四、循环系统造影

（一）胸部DSA

1．造影参数选择浓度为50％～60％。2．造影体位肺动脉造影、支气管动脉、肋间动脉和胸廓动脉造影、上腔静脉造影：常规正位，必要时加摄斜位或侧位。8/22/202691四川省雅安职业技术学院医学系樊先茂（二）心脏与冠状动脉DSA1．造影参数选择心脏大血管造影：对比剂浓度为300～370mg／ml非离子型对比剂。冠状动脉造影：对比剂浓度为60％～70％的非离子型对比剂。注射延迟，至冠状静脉出现回流时结束。8/22/202692四川省雅安职业技术学院医学系樊先茂（二）心脏与冠状动脉DSA2．造影体位