DSA影像中大尺寸目標測量誤差的探討

馬 俊 魏明湘

數(shù)字減影血管造影(digital subtraction angiography，DSA)是廣泛運用于臨床治療和診斷的影像技術，由于技術的進步其提供了多種后處理功能，如血管影像的三維重建、血管造影三維軟組織成像技術和影像融合技術等，其中測量技術是最基礎且經常使用的功能。在實際運用中該技術可以測量病灶大小、血管長度及狹窄程度等，為后續(xù)治療中選擇藥物的使用量和植入物的大小提供直觀有利參考[1-2]。但運用中測量誤差的存在影響實驗結果，而造成誤差的因素各種各樣，觀察發(fā)現(xiàn)在測量尺寸較大的目標時誤差較大，將用標記導管做為測量參考對數(shù)據(jù)進行分析總結，并就實際應用中的誤差對策進行探討。

1 儀器設備及方法

1.1 儀器設備

使用Artis zee III平板血管造影系統(tǒng)(德國西門子公司)，平板探測器有效面積為30 cm×38 cm，圖像矩陣為1024×1280。用兩根5F大小的COOK PIGCSC-20標記導管，一根做為校準參考，另一根做為測量標尺，因標記導管相鄰點和點對應邊緣間的距離正好為1 cm(如圖1所示)，因此可作為標尺使用，臨床上也用此為標尺使用[3-4]。

圖1 標記導管示圖

1.2 方法

檢查床各向角度是否歸零，將兩根標記導管并排平行放置于檢查床上，間距4 cm，有標記的一端置于照射野正中，導管拉直兩頭用瓶裝鹽水壓住，如仍有彎曲可穿入導絲使其伸直，可避免因彎曲造成的測量誤差影響實驗結果。設備C臂處于垂直位，足側傾斜(CAU)為0 °，點光源距影像增強器(SID)為110 cm，影像視野為48 cm，使用大視野防止因視野過小引起的誤差影響實驗結果，采集圖像如圖2所示[5-7]。再使用設備自帶測量軟件用左標記導管作為校準參考，手動測量右標記導管其標準長度分別為10 mm、30 mm、50 mm、70 mm和100 mm，獲得測量數(shù)值見表1。

圖2 導管平行間距4 cm的采集圖像

2 結果

為減少測量操作者的主觀意識對測量結果的影響，測量操作者在進行測量操作時，應正面直視圖像屏幕，光標準確點導管或標記點邊緣，減少測量者自身因素對測量精確度的影響。按照此方法重復進行3次測量，并用實際長度減測量所得長度獲得誤差值(見表1)。

表1顯示，隨測量目標尺寸的增加誤差值也增加，最大值為11.6 mm，當目標尺寸較小時誤差值為1 mm左右，表明測量誤差隨測量目標尺寸增加有加大趨勢，直接影響臨床判斷而易造成手術和治療失誤[8-9]。

在進行測量時首先對一個校準參考物進行測量，目的是為了獲得校準因數(shù)(calibration factor，CF)值。以導管校準為例，已知導管直徑(5F導管直徑約為1.67 mm)，用光標勾畫一段導管影像后測量軟件會自動勾畫出導管邊緣，并且能識別出相對邊緣間導管直徑是由幾個像素構成，再和已知導管直徑進行比較計算，獲得一個像素所代表的毫米數(shù)即CF。再測量目標時可根據(jù)CF換算出目標的實際長度，但因導管直徑較小其對應的組成像素較少，如果因位移或所選取的參考段導管不夠直等原因僅造成1～2個像素的誤差，同樣會影響CF值，從而產生誤差[7]。

表1 導管校準測量結果

為了應對這樣的誤差，可以增加在圖像中構成校準參考物的像素數(shù)量，微小的像素誤差不會對CF值有明顯影響。在實際應用當中增加校準參考物像素的方法就是加大校準物的有效尺寸，通常測量軟件中除導管校準外還有標尺校準和鋼球校準，使用標尺校準做一次驗證，為了和第一次數(shù)據(jù)在同一條件下進行對比，同樣選取圖2進行測量[10-11]。首先用測量軟件中的標尺校準功能選取左側標記導管對應標記點間的距離為50 mm，再手動測量右側標記導管分別為標準長度10 mm、30 mm、50 mm、70 mm和100 mm，獲得測量數(shù)值。為了避免主觀因素影響需重復進行3次測量，并用實際長度減去測量所得長度獲得誤差值(見表2)[12]。

對比表1和表2，發(fā)現(xiàn)表2誤差值明顯縮小且只有1 mm左右，尤其在測量大尺寸目標時誤差值相對于導管校準減少較多。通過實驗表明，造成導管校準測量大尺寸目標時誤差增大的原因是導管直徑較小，僅1～2個像素誤差也會引起CF值改變，在測量大尺寸目標時誤差就會增大，使用標尺測量能有效避免誤差的產生，從而在測量大尺寸目標時獲得精確的數(shù)值[13]。

表2 標尺校準測量結果

3 小結

測量誤差的產生和校準物的選取有密切的關系，選擇合適的校準物能有效提高測量精度，增加手術和治療成功幾率。在理想狀態(tài)下完成的實驗，從測量數(shù)值看導管校準的精度明顯低于標尺校準，但在實際應用中標尺位于體表和目標區(qū)域存在一定距離，因此也會造成測量誤差，而導管通常比較接近目標區(qū)域且測量小尺寸目標時誤差不大，所以在測量小尺寸目標時可以作為參考使用[14-15]。在實際應用中應該考慮到各方面因素，充分了解各種因素所產生的誤差大小再制定理想方案，避免誤差對手術和治療的影響，才能取得良好的治療效果，提高手術的成功率。