2024年09月25日发布 | 239阅读

《神介常识手册》影响DSA图像质量的因素有哪些

刘锐

东部战区总医院

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本文来源于公众号:第91病区



 


(1)本期常识点

1.影响DSA图像的质量的因素有哪些?

2.如何进行DSA的图像质量的提升?


首先明确DSA质量评价标准

(1)被检查的血管能清晰显示。包括动脉期、实质期及静脉期,血管走向清晰,细小血管能清晰辨认,图像能满足诊断和治疗要求。

(2)图像的诠释齐全、无误,左右标志、检查号、检查日期、检查医院、被检查者姓名、性别、年龄,图像采集序列、图像放大、图像测量、图像参数及辐射剂量等信息完整。

(3)检查部位影像标准、图像照射野大小控制适当。

(4)减影图像清晰,整体画面布局美观,影像无失真变形。

(5)无伪影。

(6)对辐射敏感的组织和器官尽可能的遮蔽。


当我们拿到一份DSA影像,直接影响我们判断的就是图像的质量。我们可能都知道,做造影时,病人的运动会影响图像的质量。那么除此之外,还有哪些可能影响图像质量的因素呢?


(一)设备因素

1.X线源 

• 高能量输出也有助于减少曝光时间,降低患者接受的辐射剂量,同时提高图像的信噪比,使图像更加清晰。

• X 线源的输出必须稳定可靠。在 DSA 检查过程中,需要连续多次曝光以获取动态图像,若 X 线源输出不稳定,会导致图像质量波动,稳定性还包括长时间工作时的性能稳定,不能出现因长时间使用而导致的能量衰减或输出变化。

• 小焦点尺寸可以提高图像的分辨率。在 DSA 检查中,对血管等细微结构的显示要求较高,小焦点能够使 X 线更加集中,减少图像的模糊度,使细节更加清晰可见。X 线源能够快速响应曝光指令,以便在关键时刻准确地获取图像,减少运动伪影的产生,提高图像的准确性和可靠性。


2.影像探测器: 

• 空间分辨率。图像探测器的像素尺寸和密度决定了空间分辨率。较小的像素尺寸和较高的像素密度可以提供更高的空间分辨率,使图像能够清晰地显示细微的结构和细节。例如,在显示小血管和微小病变时,高分辨率的探测器能够提供更准确的形态和位置信息。

• 对比度分辨率。图像探测器的动态范围和对比度灵敏度影响对比度分辨率。较大的动态范围可以捕捉到更广泛的灰度级,使不同组织之间的对比度更加明显。高对比度灵敏度能够更好地区分低对比度的结构,如软组织中的细微差异。

• 噪声水平。图像探测器的噪声性能直接影响图像质量。探测器产生的噪声会降低图像的信噪比,使图像看起来颗粒感明显,缺乏平滑度。噪声可能来自探测器本身的电子噪声、量子噪声以及环境因素等。

• 响应均匀性。探测器的响应均匀性对于图像质量至关重要。如果探测器在不同区域的响应不一致,图像会出现亮度不均匀的情况,影响医生对病变的观察和评估。例如,在血管造影图像中,不均匀的亮度可能导致血管的显示不连续或变形。

• 采集速度。图像探测器的采集速度决定了能否实时捕捉动态图像。在 DSA 检查中,需要快速采集图像以观察血管的血流动力学变化。如果探测器的采集速度慢,可能会错过关键的瞬间,导致图像不完整或不准确。


3.数字成像系统:

• 有较高的动态范围,获得较好的对比度和层次丰富的图像。

• 快速的影像链,使得高分辨率的图像快速重建,处理速度快,图像数据传输快,也可以快速获得高质量的后处理图像。


4.显示系统: 

DSA图像质量最终通过显示系统来表达,它的质量对图像的影响是不可忽视的要求配备主频频率高、分辨率高,屏幕大的高清晰的显示屏。


(二)成像方式和操作技术因素

1.成像方式的影响

时间减影原理:

• 先采集一帧不含对比剂的蒙片图像,然后采集含对比剂的造影片图像。将造影片图像与蒙片图像相减,消除骨骼和软组织等背景结构,只保留含有对比剂的血管影像。

• 例如,在进行脑血管造影时,先拍摄一张脑部在未注入对比剂时的图像作为蒙片,当对比剂注入脑血管后再拍摄一张图像,通过数字减影处理得到清晰的脑血管图像。


优点:

• 能够有效地去除背景组织的干扰,突出显示血管结构,使血管的显示更加清晰。

• 对于显示细小血管和血流缓慢的血管病变具有较好的效果。


缺点:

• 对患者的运动和器官的蠕动比较敏感。如果患者在两次图像采集之间有移动,会导致减影后的图像出现伪影,影响诊断。

• 要求两次采集的参数(如曝光条件、体位等)完全一致,否则也会影响减影效果。


能量减影原理:

• 利用不同能量的 X 射线对物质的衰减特性不同来进行减影。通常使用两种不同的 X 射线能量(高能量和低能量)分别采集图像,然后将这两幅图像相减。

• 例如,在胸部血管造影中,由于骨骼和软组织对不同能量的 X 射线吸收程度不同,通过能量减影可以去除骨骼影像,突出显示血管。


优点:

• 可以有效地去除特定物质(如骨骼)的影响,提高血管与周围组织的对比度。

• 对于一些难以通过时间减影去除背景干扰的部位,如胸部、脊柱等,具有较好的应用价值。


缺点:

• 需要特殊的 X 射线设备,能够产生不同能量的 X 射线,增加了设备的复杂性和成本。

• 对 X 射线能量的选择和控制要求较高,否则可能会影响减影效果。


混合减影原理:

• 结合了时间减影和能量减影的方法。先进行能量减影,去除特定物质的影响,然后再进行时间减影,进一步突出血管影像。

• 例如,在腹部血管造影中,先通过能量减影去除骨骼和软组织的影响,然后再注入对比剂进行时间减影,得到清晰的腹部血管图像。


优点:

• 综合了时间减影和能量减影的优点,能够更有效地去除背景干扰,提高血管的显示效果。

• 对于复杂部位的血管造影,如腹部、盆腔等,具有较好的应用前景。


缺点:

• 成像过程相对复杂,需要进行多次图像采集和处理,增加了检查时间和患者的辐射剂量。

• 对设备和技术的要求更高,需要精确控制不同的成像参数,以确保减影效果。


2.操作技术的影响

(1)检查医师的因素:

操作医师对图像的质量意识不够,如图像显示的中心、范围及靶血管的显示达不到要求,都会严重影响DSA的图像质量。

DSA血管造影时,若导管未能进入靶血管,则靶血管的对比剂量不足,造成的图像质量欠佳。


(2)技术人员的因素:

A.伪影:

是指病变及机体自身之外的高密度物质,分为体内物质和体外物质。在DSA检查中,尽量避免这些伪影对图像质量的影响。

B.摄影条件:

X线剂量与密度分辨率成正比。DSA设备的曝光参数常设有“自动曝光”和“手动曝光”两种:

一般而言,对密度高且体厚的部位选用自动条件比较理想;

而对密度低且体薄的部位采用手动条件,并经曝光测试后选择最适宜的曝光条件,以避免过度曝光或曝光不足。

C.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。因此,DSA检查技术中常把正、侧位视为基本体位,按需再加上一些特殊体位。

D.其他摄影技术因素:

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;

采用一定的滤过技术,可减少受检者接受的辐射剂量,同时提高图像质量。       

E.后处理技术:

充分利用再蒙片、图像配准、图像合成、边缘增强和窗口技术等多种后处理技术来消除伪影、减少噪声、提高兴趣区信噪比,以改善DSA图像质量。


(三)造影方法和对比剂因素

DSA 造影方法对图像质量的影响

动脉造影与静脉造影:

• 动脉造影:通常能提供更高质量的图像。直接向动脉内注入对比剂,使目标血管内对比剂浓度高,血管显影清晰,能够更好地显示细小血管和病变细节。例如在脑血管动脉造影中,可以清晰地看到脑部小血管的分支和病变情况。

• 静脉造影:图像质量相对较低。由于对比剂需要经过静脉系统回流到心脏,再分布到动脉系统,对比剂浓度被稀释,血管显影较淡。在一些情况下,可能难以清晰显示小血管和病变。比如下肢静脉造影,对于深部小静脉的显示可能不够清晰。


选择性造影与非选择性造影:

• 选择性造影:通过将导管选择性地插入特定的血管分支进行造影,可以提高图像质量。只对目标血管进行造影,减少了周围无关血管的干扰,使目标血管的显示更加突出。例如在肝脏肿瘤的诊断中,选择性肝动脉造影可以更清楚地显示肿瘤的供血血管。

• 非选择性造影:同时对多个血管区域进行造影,图像中可能会有较多的重叠血管,影响对目标血管的观察。但在某些情况下,如快速评估全身血管情况时,非选择性造影可以提供一个整体的概览。


对比剂对图像质量的影响

对比剂类型:

• 离子型对比剂:图像质量可能稍逊。离子型对比剂的渗透压较高,容易引起患者不适,如疼痛、灼热感等,可能导致患者在检查过程中移动,从而影响图像质量。此外,离子型对比剂可能对血管内皮细胞有一定的刺激作用,引起血管痉挛,影响血管的正常显影。

• 非离子型对比剂:图像质量相对较好。非离子型对比剂的渗透压接近人体血浆渗透压,患者耐受性好,较少引起不适反应,减少了患者移动的可能性。同时,非离子型对比剂对血管内皮细胞的刺激较小,血管显影更加自然。


对比剂浓度:

• 高浓度对比剂:可以使血管显影更加清晰,对比度更高。在一些需要显示细小血管或血管病变的情况下,高浓度对比剂能够提供更好的图像质量。但是,高浓度对比剂可能会增加患者的不良反应风险,如过敏反应、肾功能损害等。

• 低浓度对比剂:血管显影相对较淡,对比度较低。对于一些对对比剂耐受性较差的患者,可以使用低浓度对比剂,但可能会影响图像质量,使病变的显示不够明显。


对比剂注射速率:

• 快速注射:可以使对比剂在短时间内迅速充盈目标血管,提高血管内对比剂的浓度,从而获得高质量的图像。尤其在进行动态 DSA 检查时,快速注射对比剂能够更好地显示血流动力学变化。然而,快速注射可能会给患者带来不适,并且增加对比剂外渗的风险。

• 缓慢注射:对比剂在血管内的充盈速度较慢,血管内对比剂浓度相对较低,图像质量可能受到一定影响。但缓慢注射对患者的刺激较小,适用于一些特殊情况,如老年患者、心功能不全患者等。


整理编辑:

刘锐

东部战区总医院神经内科

东部战区总医院神经内科(南京大学神经病学研究所) 副主任医师,副教授,医学博士,硕士研究生导师,脑卒中绿色通道组长;

中国研究型医院学会介入神经病学专委会秘书长,经桡动脉介入协作组组长;

中国卒中学会青年理事;

江苏省卒中学会神经介入专委会委员、秘书;

江苏省医学会介入分会青年委员;

国家卫健委神经介入培训基地讲师;

全国百佳医院取栓治疗金牌医师;

国家卒中学院特聘讲师;

执笔《中国急性缺血性卒中早期血管内介入诊疗指南2022》等4部指南规范。


END

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