第五篇 DSA成像技术

1、第五篇DSA成像技术湖北民族学院附属医院放射科2012年4月第二十四章DSA成像原理什么是DSA？即（digital subtraction angiography, DSA）又称数字减影血管造影。是对血管造影图像利用计算机处理数字化的影像信息，以消除骨 骼和软组织影而突出血管的成像技术。DSA是80年代继CT之后出现的一项医学影像学新技术，是影像增强技术、电视技术、 电子学、数字电子技术、光电子技术、计算机技术与常规*线心血管造影相结合的一种新的检 查方法。总之，DSA是电子计算机与常规血管造影技术结合的产物。人们为了获得清楚的血管影像，设计了除去与血管重叠的背景结构，使兴趣区影像单 独显示

2、的方法，称为减影。第一节DSA基本原理一、DSA的分类主要根据探测器的种类不同而分为:影像增强器型平板探测器型CCD探测器型而平板探测器型又分为:非晶硒平板探测器型非晶硅平板探测器型二、DSA的组成X线管 大功率（5011KV）高千伏（40150KV）管电流8001250MA探测器 有很高的光敏度，显像速度应大于30帧/S摄象机高压发生器 产生平稳、恒定的高电压，以保证X线曝光量的稳定计算机系统保证按顺序完成各项动作高压注射器高压注射器DSA血管造影时对比剂的总量、流速控制、压力及与曝光时间同步，是关系到检查成 败及受检者安全的大问题。高压注射器能够确保在短时间按设置要求将对比剂注入血管内，高

3、 浓度显示目标血管，形成高对比度影像。三、DSA成像的基本原理穿过人体的信息X线，经影像增强器增强和摄像机扫描，所得到的图像信号经A/D转 换储存在数字储存器内，将对比剂注入前所摄蒙片（mask）与对比剂注入后所摄的血管充盈像 经减影处理成减影影像，再经（D/A）转换成只留下含对比剂的血管像。实际上，DSA是通过计算机把将未造影的图像与造影图像相减（去除影像上的骨与软 组织影响）而突出血管的一种技术。数字减影血管造影术是消除了造影血管以外的结构，突出 了被造影器官的血管影像的方法。DSA的减影过程基本上按下列顺序进行：摄制普通片；制备mask片，即素片、蒙片、掩模片、基片；摄制血管造影片；把m

4、ask片与血管造影片重叠一起翻印成减影片。注：与为同部位同条件曝光。制备mask片是减影的关键，mask片就是与普通平片的 图像完全相同，而密度正好相反的图像，即正像，相当于透视影像。DSA成像原理第二节DSA机房环境要求及设备维护一、环境要求介入放射科使用与管理、内科、外科、妇科医生也常在DSA设备下开展各项造影 和介入治疗。所以要按照手术室的要求来设计和管理，如：洗手间、通风换气、室温调节、紫 外线消毒灯、手术照明灯等设备。要分污染区、清洁区和无菌区三个部分，机房要有较好的通 风条件，定期严格无菌消毒，包括紫外线消毒或熏蒸消毒，定期进行空气细菌培养。菌落数200 个/m3。紫外线消毒30m

5、in.二、设备维护放射技师负责好DSA设备的管理和设备日常维护工作。定期检查系统质量并保持系统 在最佳的运行状态下工作。每天除去控制台以及旋钮上的灰尘，每周用湿布清洁打扫影像屏幕， 可用少量清洁剂，但切记不能将各种清洁液体直接喷洒或泼在操作和控制台上，以免损坏设备。 每月清洁设备柜周围以及硬拷贝照相机，对系统出现的任何故障都应记录并及时与设备工程师 沟通。第三节DSA图像采集一、DSA信号在造影期间进行两次序列曝光，一次是在对比剂到达兴趣区之前，一次是在对比剂 到达兴趣区并出现最大浓度时，其相应的图像被称为mask像和造影像。如果病人在曝光过程 中保持体位不移动，则两序列图像之间的唯一差别是含

6、有对比剂的血管，他们二者的差值信号 就是DSA的信号。随着血管内碘浓度（PI）与血管直径（d）乘积的增加，DSA差值信号也增 加。由此可知，DSA的信号是由对比剂的碘浓度PId决定的。在DSA中，血管显影所需的最低限度的碘量与血管直径成反比。在较大血管显示上， 于显影高峰期间增加碘浓度，使之超过最低限度值并无助于获取更多的信息。在直径较小的血 管，增加血管内的碘浓度将改善其显示率。选择DSA成像的相关参数时应明确一条基本规律，即DSA显示血管及病变的能力与血管内碘浓度及辐射曝光剂量的平方根的积成正比。所以提高X线曝光剂量可以相应改善图像 质量，更好地显示小血管。二、DSA成像参数选择（一）确定

7、DSA方式不同的DSA装置有不同的减影方式，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技术，如盆腔、四肢血管选用脉冲方式，每秒23 帧即可；而冠状动脉则应选用超脉冲方式，心脏可选用心电门触发脉冲方式，每秒25帧。（二）采集时机及帧率采集时机及帧率选择原则是使对比剂最大浓度出现在所摄取的造影系列图像中，并尽 量减少病人的曝光量。采集时机掌握不当，会造成对比剂先流走或曝光采集时间太迟，图像上 无碘信号显示；曝光时间延迟导致mask像含有对比剂，减影不完全，损失碘信号；对比剂到 达靶血管时间太迟，使曝光时间过长，增加病人X线吸收剂量。采集时机可根据要求选择曝光

8、延迟或注射延迟。曝光延迟就是先注射对比剂，后曝光采集图像。注射延迟则先曝光采 集图像，后注射对比剂。延迟的选择取决于造影方式和导管顶端至造影部位的距离。（三）选择mask像与充盈像的相减组合减影图像在采集后显示在监视器上，其效果在于选择mask像与充盈像，以及它们之 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后处理中mask像在对比剂 出现前，也可选择在对比剂从血管消失之后，或选择在对比剂充盈最佳时。三、注射参数设定高压注射器参数设置主要是调节对比剂注射流率、总量、压力及选择注射时机等。血

9、管 造影中，对比剂注射参数的选择需根据造影部位血管的直径大小和受检的血管范围而定，同时 受对比剂浓度和温度、导管尺寸和类型等相关因素的影响，正确设置注射参数对DSA图像起 着重要的作用。（一）注射流率注射流率指单位时间内经导管注入的对比剂的量，一般以ml/s表示。对比剂流率的选择 依据导管先端所在的靶血管的血流速度，一般流率应等于或略大于其血流速度。（二）注射剂量为获得优质的DSA图像，在造影时应根据不同的造影方法选择不同的浓度和剂量。 一般IVDSA每次采集所需对比剂剂量较大、浓度较高，IADSA每次所需对比剂剂量较IVDSA 低，特别是行选择性IADSA检查时对比剂量明显降低。DSA信号随

10、血管直径增大而信号增强， 即血管显影所需对比剂最低含碘量与血管直径呈反比。因此，直径大的血管检查时，增加对比 剂量与浓度无助于血管的显示；而直径小的血管检查时，增加对比剂浓度及剂量将改善血管的 显示效果。对比剂剂量按体重计算，成人一次为1.0ml/kg，儿童为1.21.5ml/kg。注射总量成 人34ml/kg，儿童为45ml/kg。在实际应用中，对比剂的每次总量根据造影方式、造影部位 和病变情况等全面考虑。肾功能不良者，对比剂的用量应当慎重。造影剂（三）注射压力注射所需压力与注射速度、对比剂浓度、对比剂温度、导管尺寸等因素有关。选择注射 速度快，所需压力大。对比剂物浓度越高，所需压力越大。同

11、一对比剂在不同温度下所需压力 不同，25C温度比30C温度所需压力要大。导管越长或越细，产生的阻力越大，所需的压力也 就越大。（四）注射时机DSA造影检查时，根据造影要求设定曝光延迟或注射延迟。造影时还须设定对比剂上升速率，即注射的对比剂达到设定的注射流率所需要的时间， 一般上升速率时间设定在0.5秒较合适。对比剂注射维持时间依检查部位血管及诊断需求而 定。第四节DSA图像处理DSA影像处理方式包括窗口技术、再蒙片与像素移位、图像的合成或积分、匹配滤 过与递推滤过、对数放大与线性放大、补偿滤过、界标与感兴趣处理等。一、再蒙片再蒙片是重新确定mask像，是对患者自主或不自主运动造成减影对错位的后

12、处理方法。 再蒙片的局限性是替换的蒙片中含有一定量的对比剂，这就会使减影后的差值信号降低。二、像素移位像素移位是通过计算机内推法程序来消除移动伪影的技术。主要是用于消除患者移动引 起的减影像中的配准不良。为了改善减影对的配准，可以将蒙片的局部或全部像素向不同的方 向移动一定的距离，使之与对应的像素更好地配准，从而消除伪影。三、补偿滤过补偿滤过是在X线管与病人之间放入附加的衰减材料，在视野内选择性的衰减特定的辐射 强度区域，以便提供更均匀的X线的衰减。四、界标与感兴趣区的处理（一）界标界标技术主要是为DSA的减影图像提供一个解剖学标志，对病变区域血管准确的解剖定 位，为疾病诊断或外科手术作参考。

13、如果需要体内标志，可用一个增强了的DSA减影像，与 原始的未减影像重合，这样得到的图像同时显示减影的血管与背景结构，即为界标影像。（二）感兴趣区处理对病变部位的处理方法有：对病变区进行勾边增强，建立图像的轮廓，突出病灶，便于 诊断和测量。对病变区进行系列放大，灰度校准及转换，附加文字说明。对病变区进行数 字运算，图像换算，以观察图像的细致程度。对病变区的计算统计，包括图像密度统计，计 算两个感兴趣区的密度比率，建立病变区直方图，计算直方图密度统计曲线。建立时间密度 曲线，规定在作总的密度曲线时，病变区作为时间的函数，X轴是采像时间，Y轴是所选病变 区内的总密度。病变区曲线的处理。确定心脏功能参

14、量，测定心室容积和射血分数，室壁 运动的位相和振幅。研究对比剂流过血管的情况，从而确定血管内的相对流量，灌注时间和 血管限流，同时可以测出血管内狭窄的程度、大小、相对百分比，以及狭窄区的密度改变和百 分比等等。第五节 DSA的减影方式一、时间减影：蒙片-造影片（1）常规成像方式：蒙片和造影片各帧相减（2）脉冲成像方式：脉冲摄影，采样，减影，减影图像。（3）超脉冲成像方式：短时间内的脉冲减影。（4）连续方式：连续照射成像获得蒙片和连续的造影片相减;（5）时间间隔成像方式：二、能量减影能量减影（energy subtraction）也称双能减影、K缘减影。即进行兴趣区（ROI）血管造 影时，几乎同

15、时用两个不同的管电压进行摄影，获得的两幅图像进行减影，由于两幅图像是利 用两种不同的能量摄制的，所以称为能量减影。从原理上讲，能量减影法不失为一种较好的数字减影方式。但实际应用中，能量减影 要求X线管的电压在两种能量之间进行高速切换，增加了设备的复杂性，同时这种减影不能消 除骨骼的残影。所以，到目前为止还未达到临床应用的水平。三、混合方式混合减影（hybrid subtraction）是1981年提出的一种技术，它基于时间与能量两种物 理变量，是能量减影同时间减影相结合的技术。混合减影是先使用双能量K缘减影，获得的减影像中仍含有一部分骨组织信号。再将 能量减影过的蒙片和能量减影过的造影像作一次

16、时间减影，形成第二次减影，消除残存骨组织 信号，得到纯含碘血管图像。这种技术即为混合减影技术。第六节DSA成像方式DSA成像方式分静脉性DSA和动脉性DSA。静脉性DSA分外周静脉法和中心静脉法，动 脉性DSA分选择性和超选择性方法。一、静脉DSA发展DSA最初的动机是希望经外围静脉注射对比剂显示全身动脉系统，通过临床验证 这种方法产生的图像质量难以满足诊断和介入治疗的要求。目前IVDSA基本废弃，仅用于门 静脉、骼静脉、四肢静脉的检查。二、动脉DSAIADSA应用广泛，对比剂直接注入兴趣区动脉或接近兴趣区动脉处，对比剂稀释较 IVDSA要轻微得多，对比剂团块不需要长时间的传输与涂布，使用的对

17、比剂浓度低，并在注射 参数的选择上有许多灵活性。同时影像重叠少，成像质量高，成像时受病人的影响减少，辐射 剂量也低。三、动态DSA在DSA成像过程中，球管、人体和探测器在规律运动的情况下，而获得DSA图像的方 式，称之为动态DSA。常见的是旋转DSA和步进式DSA。（一）旋转式DSA旋转DSA是一种三维图像采集方法，在注射对比剂前和注射对比剂后分别采集两次序 列图像，C型臂支架围绕感兴趣区域血管再作180的参数采集，此时人体保持静止，X线管 与增强器做同步匀速运动，分别获得蒙片像和造影像。两次采集的数字图像经减影处理，从而 获得兴趣区血管180。方位的减影像。这样图像可清楚显示某段血管或心脏的

18、多方位解剖学结 构和形态，对病变的观察更全面、更确切、更客观，尤其对脑血管、心脏和冠状动脉血管较为 适用。（二）步进式DSA步进式DSA采用快速脉冲曝光采集图像，实时减影成像。在注射对比剂前摄制感兴趣区 血管的mask片，随即采集造影像进行减影。在两次曝光采像中，球管与增强器保持静止，导 管床携人体自动均速地向前移动，以此获得全程的血管减影像。该方式一次注射对比剂获得成 像区域的血管全长。主要用于四肢动脉DSA的检查和介入治疗。第七节DSA设备操作技术一、患者资料输入二、患者体位选择三、设备的调整与参数选择（一）、X线机的调整和影像储存准备（二）、DSA的方式选择（三）、影像采集时机和帧频率（

19、四）、高压注射器参数的设置四、曝光采集五、图像后处理与三维重建六、打印胶片七、结束检查第八节DSA手术注意事项（一）检查前注意事项（二）器介与药品准备（三）检察后注意事项（四）DSA检查的禁忌症（五）DSA的手术并发症与处理第九节、DSA与介入放射学配合1、观察动态功能2、实时显像可发现血管侧枝循环3、实时显像可改变介入治疗方案4、DSA可判断肿瘤情况5、DSA减影和高对比的分辨率6、介入治疗后DSA观察治疗情况第十一节影像DSA图像质量的因素DSA图像质量的影响因素可发生在DSA成像链的全过程，如设备结构、成像方式、操作技 术、造影方法及患者本身等方面。一、设备结构（一）X线源与显像系统X线

20、系统影像增强器或数字平板探测器光学系统电视摄像（管）机（二）计算机与监视系统在DSA系统中，计算机担负着整机运行控制和图像处理多项任务，应具备准确启动高 压注射对比剂、X线脉冲曝光甚至是床体、机架的规则运动；数据采集、转换、快速完成运算、 存储、减影和图像处理等系列程序。监视器要求配备逐行扫描1024线以上的高清晰、大屏幕 监视器。二、成像方式和操作技术（一）成像方式造影时应根据受检部位和诊断要求选择相应的成像方式，以获取高信噪比的减影像。（二）操作技术摄影条件X线剂量与密度分辨率成正比。摄影体位DSA图像不仅要有很好的密度分辨率，还要有合适的体位。摄影技术因素合理应用遮光器和密度补偿装置以使影像密度均衡；正确选择照射野， 焦点至人体距离、人体至探测器距离和焦点至探测器距离，可防止图像放大失真和模糊。后处理技术三、造影方法和对比剂（一）造影方法动脉DSA可明显减少对比剂浓度和用量，提高影像密度分辨率和空间分辨率，缩短曝 光时间