DSA圖像測量技術(shù)的應(yīng)用

【摘 要】：目的：探討DSA圖像測量技術(shù)在介入放射學(xué)中的應(yīng)用價(jià)值。方法：對(duì)我院三臺(tái)DSA在介入放射學(xué)檢查及治療過程中應(yīng)用圖像測量技術(shù)對(duì)病變及正常血管進(jìn)行測量。結(jié)果：應(yīng)用DSA圖像測量技術(shù)對(duì)本組病例中的血管及病變進(jìn)行測量，應(yīng)用直徑為10mm的正圓形不銹鋼球或?qū)Ч茏鳛閰⒄瘴?，并且盡可能將其放置在與預(yù)測量血管或病變同側(cè)同一平面位置的部位，其測量數(shù)值較少產(chǎn)生誤差；應(yīng)用三維重建系統(tǒng)時(shí)旋轉(zhuǎn)DSA三維重建的圖像也可進(jìn)行精確量。結(jié)論：DSA圖像測量技術(shù)對(duì)介入放射學(xué)檢查及治療具有重要的指導(dǎo)意義，對(duì)于介入操作者選擇合適的擴(kuò)張球囊、支架、保護(hù)過濾傘、彈簧圈等材料的尺寸、型號(hào)至關(guān)重要。

【關(guān)鍵詞】：介入放射學(xué) 數(shù)字減影血管造影 測量技術(shù)

[Abstract] Objective： To evaluate the usefulness of DSA measuring technique in interventional radiology. Methods： From Jan，2010 to Jan，2013，1400 cases were studied using DSA in Qian Fo Shan hospital. Diameters of both the diseased an normal vessels were measured using the DSA measuring technique. Results： Using a small metal ball with the diameter of 10mm as calibrating object， the target vessels was then measured. To accurately measure the diameter of the vessels， the metal ball should be put in or near the same plane as the diseased or target vessels. The 3D images of the vessels acquired through rotational angiography are also suitable for measuring the diameter of the vessels. Conclusions：The DSA measuring technique is extremely important for interventional radiology in study and treatment. It is essential to choose the right size and type of angioplasty balloons， stents and protection devices according to the result of DSA measurement.

[Keywords] Interventional Radiology；DSA； Measuring technique

介入放射學(xué)是一門新興學(xué)科，它是放射學(xué)的一個(gè)分支。其主要內(nèi)容包括全身血管造影和治療，如頭頸部的神經(jīng)介入、胸腹部主要臟器血管的介入和四肢血管的介入。亦包括全身非血管的介入治療。例如神經(jīng)介入方面有狹窄血管的球囊擴(kuò)張術(shù)及支架成形術(shù)，腦動(dòng)脈瘤栓塞術(shù)、腦及脊髓血管畸形的栓塞術(shù)、動(dòng)靜脈瘺栓塞術(shù)等。冠狀動(dòng)脈的球囊擴(kuò)張術(shù)及支架成形術(shù)。主動(dòng)脈及四肢血管的球囊擴(kuò)張術(shù)及支架成形術(shù)等。在進(jìn)行介入介入治療過程中，能夠正確使用DSA圖像測量技術(shù)，對(duì)狹窄血管的狹窄程度、動(dòng)脈瘤瘤體大小及瘤頸寬度、畸形血管團(tuán)體積大小等數(shù)據(jù)進(jìn)行精確的測量，為介入操作醫(yī)生選擇合適的支架、保護(hù)過濾傘、彈簧圈及擴(kuò)張球囊的種類、型號(hào)提供精確的測量數(shù)據(jù)就顯得尤為重要[1]

1資料與方法

1.1臨床資料選擇我院2010年1月～2013年1月三臺(tái)（美國GE公司生產(chǎn)的 Advantx-LC+/DLX 和Innova 3100-IQ 荷蘭 Philips 公司生產(chǎn)的Allura Xper FD10）不同的血管造影機(jī)1400例進(jìn)行神經(jīng)介入、冠脈介入、主動(dòng)脈及四肢血管檢查或治療的患者，男性850例，女性550例，年齡12～79歲，平均50.5歲。進(jìn)行血管造影、狹窄血管的球囊擴(kuò)張術(shù)及支架成形術(shù)、動(dòng)脈瘤栓塞術(shù)、夾層動(dòng)脈瘤的支架成形術(shù)等介入檢查和治療。

1.2測量方法

1.2.1屏幕或膠片直接測量法：這是一種傳統(tǒng)的圖像測量方法，一般是應(yīng)用直徑10 mm的正圓形不銹鋼球、硬幣、比例尺等作為參照物，應(yīng)用量規(guī)和刻度尺在屏幕上或照片上測量出參照物影像的直徑，然后與參照物的實(shí)際直徑進(jìn)行比較，計(jì)算出其相應(yīng)的放大比例，然后測量目標(biāo)病灶影像的尺寸，并與參照物的放大比例系數(shù)相乘，便測出目標(biāo)病灶的尺寸，此種方法操作方便，簡單易行。有些DSA設(shè)備本身不具備測量系統(tǒng)時(shí)，可應(yīng)用此方法進(jìn)行測量[2]。我院三臺(tái)機(jī)器均帶有測量軟件故不用此種方法，但在以前是用過的。

1.2.2不用任何參照物，直接應(yīng)用DSA設(shè)備本身測量系統(tǒng)進(jìn)行測量，有些DSA設(shè)備本身不需要任何參照物在一定條件下可以對(duì)圖像進(jìn)行精確測量[3]。這種測量方法不涉及到參照物的選擇、放置的位置等因素的影響，只要操作正確，測量數(shù)據(jù)就很精確。這主要是因?yàn)镈SA設(shè)備自己能夠根據(jù)X線球管、影像增強(qiáng)器及檢查床面的位置關(guān)系計(jì)算出放大率，只是不清楚被測量病灶或血管所在層面的高度，只要向系統(tǒng)內(nèi)輸入被測量病灶或血管距離床面的高度，測量系統(tǒng)本身就得到校正，自動(dòng)計(jì)算出該測量層面的放大率，然后就可以進(jìn)行狹窄百分比、長度及寬度等數(shù)據(jù)的精確測量。但是一般要求C臂向任何方向旋轉(zhuǎn)的角度不能>15。，否則測量系統(tǒng)不接受測量。但是為了能夠?qū)⒉∽冄茱@示清晰，經(jīng)常會(huì)將C臂旋轉(zhuǎn)一定角度，因此這種方法具有一定的局限性。

1.2.3選擇參照物，應(yīng)用DSA圖像測量系統(tǒng)進(jìn)行測量：應(yīng)用直徑10 mm的正圓形不銹鋼球或?qū)Ч茏鳛閰⒄瘴?，在圖像上標(biāo)定出參照物的兩點(diǎn)距離，并輸入?yún)⒄瘴飳?shí)際的數(shù)據(jù)，完成測量系統(tǒng)的校正。然后就可以對(duì)目標(biāo)病灶或血管進(jìn)行測量，我院多采用這種方法。

2結(jié)果

通過應(yīng)用DSA圖像測量技術(shù)對(duì)本組病例中的血管及病灶進(jìn)行測量，應(yīng)用直徑為10 mm的正圓形不銹鋼球或?qū)Ч茏鳛閰⒄瘴?，并且盡可能將其放置在與欲測量血管或病變同側(cè)同一平面位置接近的部位，其測量數(shù)值與實(shí)際大小越接近，應(yīng)用三維重建系統(tǒng)對(duì)旋轉(zhuǎn)DSA三維重建的圖像也可直接進(jìn)行精確測量且與CTA圖像相吻合。但應(yīng)用帶有標(biāo)記的導(dǎo)管或?qū)Ыz作為參照物，對(duì)主動(dòng)脈進(jìn)行測量時(shí)產(chǎn)生誤差較大。此外，測量的精確度還受到影像的灰度、對(duì)比度及操作人的主觀意識(shí)等因素的影響。根據(jù)測量結(jié)果選擇球囊和支架，反過來在介入治療過程中通過觀察所選球囊和支架的尺寸是否合適，對(duì)測量結(jié)果進(jìn)行評(píng)估。

3討論

3.1 DSA圖像測量方法的不同對(duì)測量精確度的影響

3.1.1屏幕或膠片直接測量法是傳統(tǒng)的圖像測量方法，一般是在應(yīng)用直徑10 mm的正圓形不銹鋼球或比例尺作為參照物，應(yīng)用量規(guī)和刻度尺在屏幕上或照片上測量出鋼球影像的直徑，然后與鋼球的實(shí)際直徑進(jìn)行比較，計(jì)算出鋼球相應(yīng)的放大比例，然后測量目標(biāo)病灶影像的尺寸，并與鋼球的放大比例系數(shù)相乘，便得出目標(biāo)病灶的尺寸，此種方法操作方便，簡單易行。有些DSA設(shè)備本身不具備測量系統(tǒng)時(shí)，可應(yīng)用此方法進(jìn)行測量。

3.1.2不用任何參照物，直接應(yīng)用DSA設(shè)備本身測量系統(tǒng)進(jìn)行測量，計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用使得數(shù)字減影血管造影系統(tǒng)不需要任何參照物，在一定條件下就可以對(duì)DSA圖像進(jìn)行精確測量。這種測量方法不涉及到參照物的選擇、放置的位置等因素的影響，只要操作正確，測量數(shù)據(jù)很精確。這主要是因?yàn)樵O(shè)備本身DSA知道X線球管、影像增強(qiáng)器及檢查床面的位置，自動(dòng)計(jì)算影像的幾何放大率，只要向系統(tǒng)內(nèi)輸入被測量病灶或血管距離床面的高度，測量系統(tǒng)本身就得到校正，自動(dòng)計(jì)算出該測量層面的放大率，然后就可以進(jìn)行狹窄百分比、長度及寬度等數(shù)據(jù)的精確測量。這種方法可準(zhǔn)確測量處于等中心位置的靶物，如果靶物不在等中心位置，每偏移1 cm即有1.5%的誤差[4]。在臨床上，由于患者體格、年齡、檢查體位、病變部位等因素不同，提供的被測量病灶或血管距離床面的高度數(shù)值不夠準(zhǔn)確，有時(shí)為了能夠?qū)⒉∽冄茱@示清晰，經(jīng)常會(huì)將臂旋轉(zhuǎn)一定角度，都會(huì)影響測量的精確度。

3.1.3選擇參照物，應(yīng)用DSA圖像測量系統(tǒng)進(jìn)行測量首先選擇好參照物，在圖像上標(biāo)定出參照物的兩點(diǎn)距離，然后輸入?yún)⒄瘴飳?shí)物的實(shí)際數(shù)據(jù)，完成測量系統(tǒng)的校正，然后就可以對(duì)目標(biāo)病灶或血管進(jìn)行測量[5]。因此選擇適合的參照物對(duì)于測量數(shù)據(jù)的精確程度特別重要。在DSA圖像測量過程中人們經(jīng)常使用直徑10mm的正圓形不銹鋼球、導(dǎo)管的直徑、定點(diǎn)長度、硬幣等作為參照物[6]。我們認(rèn)為應(yīng)用導(dǎo)管校準(zhǔn)法時(shí)，應(yīng)使導(dǎo)管影像在顯示野內(nèi)有足夠的長度時(shí)方可應(yīng)用，且測量較小病變時(shí)能滿足臨床要求，例如神經(jīng)科的顱內(nèi)動(dòng)脈瘤。但病變較大時(shí)測量不準(zhǔn)確，例如主動(dòng)脈的夾層動(dòng)脈瘤，因?yàn)?F導(dǎo)管直徑為1.67mm，近似于10個(gè)像素，如果校準(zhǔn)時(shí)有1個(gè)像素的偏差，測量結(jié)果就會(huì)誤差很大[7]。使用距離校準(zhǔn)法時(shí)標(biāo)準(zhǔn)兩點(diǎn)距離必須在與靶物質(zhì)處于同一水平面、同一部位時(shí)測量更準(zhǔn)確，并且校準(zhǔn)對(duì)象與測量對(duì)象的比率越小就會(huì)越準(zhǔn)確。比如應(yīng)用標(biāo)記導(dǎo)管作為參照物時(shí)，可以多選幾節(jié)導(dǎo)管長度。應(yīng)用硬幣作為參照物，由于其放置在不同部位會(huì)造成其影像失真變形，故也不宜采用。目前在缺血性腦血管病中對(duì)于DSA圖像的測量，應(yīng)用最為廣泛的是直徑的正圓形不銹鋼10mm球作為參照物，其根據(jù)是鋼球?yàn)檎龍A形實(shí)體，投影變形的發(fā)生率較低，使用也比較方便[8]。但是，鋼球放置的位置不同，其圖像放大率不同，測量數(shù)據(jù)將受到影響，因此應(yīng)將鋼球盡可能放置在與預(yù)測量血管或病變同一平面位置接近的部位。一般對(duì)于前循環(huán)病變正位采集時(shí)將鋼球放置在前額部，側(cè)位采集將鋼球放置在同側(cè)翼點(diǎn)附近；對(duì)于后循環(huán)病變正位采集時(shí)將鋼球放置在枕骨粗隆附近，側(cè)位采集時(shí)將鋼球放置在耳后不與病變血管重疊的部位[9]。測量椎動(dòng)脈狹窄時(shí)，可將鋼球置于枕骨粗隆附近稍偏向?qū)?cè)的位置作為參照物，對(duì)圖像測量系統(tǒng)校準(zhǔn)后可對(duì)狹窄段血管的長度、近端或遠(yuǎn)端的正常段血管直徑進(jìn)行測量。對(duì)于顱外段頸內(nèi)動(dòng)脈起始段血管或病灶測量時(shí)，應(yīng)將鋼球置于同側(cè)下頜角位置。對(duì)圖像測量系統(tǒng)校準(zhǔn)后測量頸總動(dòng)脈正常段、狹窄段遠(yuǎn)端頸內(nèi)動(dòng)脈正常段的直徑和狹窄段兩端正常血管之間的長度。根據(jù)狹窄段遠(yuǎn)端頸內(nèi)動(dòng)脈正常段的直徑選擇擴(kuò)張球囊的尺寸；根據(jù)頸總動(dòng)脈正常段血管直徑和狹窄段血管的長度選擇支架的型號(hào)進(jìn)行介入治療。由此可見，精確的測量數(shù)據(jù)對(duì)于介入治療手術(shù)成功與否至關(guān)重要。鋼球，雖然盡可能靠近被測量的病灶或血管，但都是置于體表，與被測量體不在同一測量平面上，也就是說參照物與實(shí)際測量的病灶或血管不具有完全相同的放大率，因此同樣會(huì)產(chǎn)生一定的誤差，造成測量結(jié)果不夠精確，給介入操作醫(yī)生增加了治療難度[10]。要想使測量結(jié)果精確，最理想化的做法應(yīng)是將參照物與被測量的病灶或血管無限接近，目前操作非常方便、測量數(shù)據(jù)最為精確的參照物為帶有標(biāo)準(zhǔn)刻度的導(dǎo)管或?qū)Ыz作為參照物，將其放置在被測量的病灶、血管或相關(guān)血管內(nèi)，盡量選擇與被測量血管或病灶平行的刻度作為參照，這樣測量數(shù)據(jù)會(huì)更加精確。但是，由于顱內(nèi)血管比較細(xì)小，帶有標(biāo)準(zhǔn)刻度的導(dǎo)管很難接近預(yù)測量的血管或病灶，而且這種導(dǎo)管比一般造影導(dǎo)管價(jià)格高。因此一般不作為顱內(nèi)血管或病灶測量的參照物，可作為顱外段測量的參照物。

3.2應(yīng)用DSA圖像測量技術(shù)應(yīng)注意的幾個(gè)問題

3.2.1盡可能選擇減影圖像進(jìn)行測量，如果圖像出現(xiàn)移動(dòng)模糊，可應(yīng)用像素移位功能進(jìn)行（Pixel Shift）處理后再進(jìn)行測量，如果處理后圖像還模糊，則用非減影圖像測量[11]。

3.2.2 應(yīng)用鋼球等作參照物進(jìn)行數(shù)據(jù)校準(zhǔn)時(shí)，如果參照物圖像出現(xiàn)變形，選擇校準(zhǔn)的方向應(yīng)與欲測量血管或病灶的測量方向相一致或平行，這樣測量數(shù)值會(huì)更加精確；同時(shí)必須注意球體放置的位置，校準(zhǔn)球體與靶物質(zhì)距離越小，測量越準(zhǔn)確。常規(guī)DSA成像時(shí)，可根據(jù)實(shí)際情況優(yōu)化選擇測量技術(shù)。無論是常規(guī)DSA或旋轉(zhuǎn)DSA，遠(yuǎn)離等中心點(diǎn)位置的影像均存在放大失真問題。成像中心、成像角度和成像平面的偏移變化都會(huì)造成旋轉(zhuǎn)DSA影像變形。分析各個(gè)旋轉(zhuǎn)位置的二維圖像發(fā)現(xiàn)，在旋轉(zhuǎn)DSA采集范圍內(nèi)的序列圖像中，除中央?yún)^(qū)等中心點(diǎn)外，各個(gè)旋轉(zhuǎn)位置的鋼球影像均產(chǎn)生了變形，各個(gè)旋轉(zhuǎn)位置隨其距離探測器的遠(yuǎn)近而出現(xiàn)影像放大或縮小現(xiàn)象。根據(jù)幾何成像原理，在以錐形線束投照的X線成像中，只有中心線束形成的影像不會(huì)產(chǎn)生幾何變形，中心線束以外的影像均會(huì)出現(xiàn)幾何變形，且距離中心線束越遠(yuǎn)變形越嚴(yán)重。

3.2.3為了減少測量操作者的主觀意識(shí)對(duì)測量結(jié)果的影響，測量操作者在進(jìn)行測量操作時(shí)，應(yīng)該正面直視圖像屏幕，光標(biāo)準(zhǔn)確點(diǎn)在鋼球、被測量血管或病灶的邊緣，減少測量者自身因素對(duì)測量精確度的影響。

3.2.4在進(jìn)行測量操作前，應(yīng)預(yù)先調(diào)整好圖像亮度、對(duì)比度、邊緣增強(qiáng)等參數(shù)，以減少其對(duì)測量結(jié)果的影響。

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