浅析数字减影血管造影技术原理及其应用

浅析数字减影血管造影技术原理及其应用 浅析数字减影血管造影技术原理及其应用 【摘要】 作为一项新兴而又成熟的医学影像技术，数字减影血管造影在未来临床应用上具有很大的前景。而对于这么一项高新技术，我们更有必要了解其技术原理以及重要应用，从而才能在未来更好地为人来服务。 【关键词】 数字减影血管造影技术;原理;应用 引言 数字减影血管造影(digital subtraction angiography dsa)又称数字血管成像，是一项基于x射线成像与电子计算机数字图像处理综合应用技术，能使血管增强到肉眼可见水平。 1 数字减影血管造影的简介及发展史 传统的血管造影影像是由许多的解剖机构相互重叠构成的复合影像，特别是解剖较为复杂的部位，血管影像难以辨认，给临床诊断带来困难。对于x射线的减影原理，在伦琴发现了x射线不久后，haschck和 lindenthal就在尸体上进行了手的动脉血管造影的实验研究。1923年，berberich和hirsh 首次在人体上了做了血管造影检查。20世纪50年代初期，seldinger对动脉插管的方法进行改进。计算机图像的出现后，使dsa检查技术迅速发展，作为一种新的医学影像诊断和治疗技术。dsa技术操作简单，对患者也比较安全，影像显示很清楚，它不只限于血管造影(静脉与动脉造影)，目前已经有数字关节造影以及数字喉结造影等各种应用的。随着数字图像减影技术的完善，它已取代了大多数常规血管造影，并 在不断扩大应用领域。 在模拟影像减影的基础上，数字减影血管也得到了高速的发展。而三个主要的研究机构在这方面的研究与发展作出了较大的贡献。 -1979年应用影像首先是亚利桑那大学的nudelman教授等于1977 增强器和数字x线成像技术获得了第一张狗的颈动脉时间减影图像;其次是heintzen和brennecke等人于1977-1978年研制成第一台可作实时减影的设备，对狗的心脏造影进行了数字视频处理后获得的减影图像;第三是winsconsin大学的mistretta和kruger等于1970-1978年间对各种数字减影方法和有关技术进行了深入研究如碘的k缘成像等，从而促进了数字视频运算处理技术的研究和开发。 2 数字减影血管造影技术原理 数字减影血管造影技术原理的基本步骤包括1)x射线数字影像的获取 2) 血管造影技术 3)数字减影处理技术 4)图像的输出与储存。 dsa是数字x线成像的一个组成部分，而数字x线成像技术是通过电子计算机将x线重叠的图像信息进行数字化处理。 2.1 x射线数字影像的获取:dsa技术中x射线影像一定要是数字图像才能进行下一步的减影处理，因此，采集数字图像的x光机自然是数字x射线照相机。对于数字影像的采集次数，由于dsa与普通的x射线照相不同，所以要求采集同一部位造影前后两次不同的影像资料，以便进行对比减影。 2.2 血管造影技术:血管造影技术就是向血液中注射显影剂，使血管在x射线的照射下能够被显示出来。现在血管造影技术已经十分成熟，普遍使用的血管造影剂为碘试剂，在少见的有使用碘试剂禁忌症的病例中，会使用二氧化碳作为造影剂。在伦琴发现x射线后两个月，lindental首次在离体上肢的动脉内注入白垩溶液进行动脉造影的尝试，并取得了成功。 2.3 数字减影处理技术:所谓dsa的技术核心就是数字减影处理技术，就是利用计算机数字图像运算中的减法函数进行计算分析的。数字图像的减法运算:两个不同时间拍摄的图片(t1和t2)，t1减去t2即为在t1中去除含有t2的图像内容。在实际的临床操作就是用注射显影剂之后的数字影像减去没注射显影剂之前的数字图像(蒙版)，所得的图像就是注射显影剂之后与注射显影剂之前信号强度不同组织，从而你可以得到清晰的血管图像。 2.4 图像的输出与储存:经模转换器(a converter)处理后数字减影像既可转换为模拟图像，并以不同灰阶度的影像显示于电视监视屏上。由计算机瞬间完成减影的过程，当造影剂在血管内移动的同时，陆续输入计算机的造影像瞬间与蒙片自行顺次减影并形成一系列减影像，从而可实时观察到其动态，即实时显像。 3 数字减影血管造影技术的应用 3.1 高血压的诊断:dsa对于发现青年人的大动脉炎价值最大，它可发现主动脉或(和)主要分支的管腔边缘比较光滑、粗细不均或比较均匀的向心性狭窄，以至完全阻塞。在中老年高血压病人有主 动脉粥样硬化时，可发现动脉管腔不规则，边缘粗糙，进而管腔狭窄直至闭塞。dsa还可诊断肾动脉纤维肌结构不良，造影主要显示肾动脉远端2/3及分支狭窄。总之，dsa对继发性高血压和长期高血压所致的动脉粥样硬化，有诊断和鉴别诊断的价值，且操作较简单，损伤小，临床应用越来越广泛。 3.2 脑血管疾病的诊断:对于动脉瘤、动静脉畸形等定性定位诊断，dsa是最佳的诊断手段。不但能提供病变的确切部位，而且亦可清楚地了解病变的范围及严重程度，为手术提供较可靠的客观依据。另外，dsa可清楚地显示动脉管腔狭窄、闭塞、侧支循环建立情况等，对于脑出血、蛛网膜下腔出血，可进一步查明导致出血的病因，如动脉瘤、血管畸形、海绵状血管瘤等。 3.3 肝癌介入治疗中的运用:原发性肝癌由于其多中心发生的特点及肝内转移，在主要病灶外还往往有较小的子灶和微小病灶;另外肝癌手术切除或介入术后，肝动脉正常的血管走行大都发生改变，肿瘤复发或局部转移病灶常存在肿瘤新生血管和肝内外的多支肿瘤异常供血动脉。常规dsa摄影的空间分辨力很高，可使用各种后处理功能提高图像质量，能充分显示细小血管结构和较小肿瘤病灶，利于观察肿瘤血管和肿瘤染色。而且不同角度dsa在肝癌的肝段及亚肝段的栓塞治疗中对肿瘤的供血动脉以及小病灶的显示效果显著，对小肝癌和aps的鉴别诊断很有帮助。 4 结语 综上所述，dsa技术是医学影像高尖科技的综合应用的产物，从胶 片成像到数字成像，从普通的数据复制到数字减影处理，几乎每一 步都是里程碑式的飞跃。而且未来dsa的发展方向将向高度一体化、 系统化、程序化、自动化、网络智能化的方向发展。dsa对脑血管 病诊断，不失为一种行之有效的诊断方法。然而，由于它是一种创 伤性检查，所以对脑血管病不应作为首选或常规检查方法，需要掌 握好适应症和禁忌症，并做好有关准备工作。 参考文献 ,1, kyoichi hiroshima，digital subtraction angiogram registra—tion method with local distortion vectors to decrease motion artifact，journal of biomedical informatics， 2001:182—194. ,2, erik h(w(meqefing，retrospective motion correction in digital subtraction angiography:a review，ieee trans— actions on medical imaging，18(1)，1999:2-21. ,3, 徐跃，黄泉荣，沈克涵等(医学影像设备学(北京:人民卫 生出版社(2002(224,255. ,4, 张里仁，武于添，李庆等(医学影像设备学(北京:人民卫 生出版杜(2002(75,107. ,5, 深泽英史(多功能数字化专用透视摄影床(medical now shi—madzu，2003(7-19.