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数字减影血管造影的成像方式和临床应用

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数字减影血管造影的成像方式和临床应用

    

    一、静脉法DSA

    静脉法DSA(ⅣDSA)是从静脉注射对比剂显示动脉系统,较早的DSA检查是在外周静脉注射大剂量的对比剂。

    (一)影响对比剂稀释因素

    1.对比剂的浓度和剂量 对比剂碘浓度越大,血管内碘浓度就越浓。兴趣区血管内碘浓度与注射的对比剂剂量成正比。注射的对比剂剂量与对比剂廓清曲线峰值高度也成正比,但不影响曲线线宽。通过静脉注射对比剂,动脉内的碘浓度大大降低,需要注射大剂量和高浓度的对比剂。

    2.注射速率和持续时间 ⅣDSA检查时,动脉内碘浓度与注射的碘总量有关,而与注射速率无关。在血管的弹性限度和耐受范围内,对比剂的流速和血流的速度是一样的。在对比剂团块流过病人的各心腔和肺动脉时,不管流速怎样,对比剂的碘都会被稀释。对比剂从上腔静脉到动脉系统的循环时间需要4~5s,只要注射时间≤4~5s,就会产生相同的血管涂布。

    3.注射位置 外周静脉注射对比剂和中心静脉注射相比,外周注射方便,但是对比剂注射速度相对较低,中心静脉血容量较大。采用外周静脉注射对比剂时,碘信号值大约比中心静脉注射法减少20%。血管显示需要的最低限度的碘量还与血管直径成反比,当碘信号值较低时,小血管显示不佳。

    4.心排血量 心功能较差时,由于心排血量下降,导致中心血量增加。这将导致时间-浓度曲线的峰值降低,并加大曲线宽度。心功能太差的病人不宜进行ⅣDSA检查,因为大剂量的对比剂可能加重病人的心脏负荷。

    (二)优点

    1.经静脉注射即可获得心及动脉显影,操作较方便。

    2.检查几乎无创伤,较安全而且并发症较少。

    3.费用低,耗时少。

    4.高龄病人、不能行动脉插管的病人、门诊病人均可应用此法。

    (三)缺点

    1.静脉内注射的对比剂在到达兴趣动脉之前已被稀释了大约20倍。

    2.需要注射高浓度和大剂量的对比剂。

    3.造影为非选择性,显影血管相互重叠,影响分析,影像质量较动脉DSA低。

    4.病人自主或不自主的活动,如吞咽、心跳等,均可产生运动伪影。

    5.空间分辨力较低,较小动脉显示欠佳。

    二、动脉法DSA

    动脉法DSA(IADSA):经股动脉插入导管行选择性或超选择性动脉造影,然后行减影处理。其应用非常广泛,需要的造影剂用量和浓度更少,为普通动脉造影的25%~50%。对比剂团块流动的途径较短,并有多种注射参数可供选择,其选择的灵活性较大,同时还具有图像重叠少、影像清晰质量高、DSA成像受病人的影响小等特点。

    血管显示能力与血管内碘浓度成正比,还与曝光限量平方根的乘积成正比。如果欲观察直径2mm的血管及内径1mm狭窄、直径4mm的血管及内径2mm狭窄,有两种方法可选择:将血管中的碘浓度加倍或将曝光量增加4倍。但提高曝光量的方法尽量不采纳。

    IADSA是将对比剂直接注入或接近感兴趣区动脉,对比剂稀释较少。这一轻微的稀释不会对动脉内的碘浓度有太大的影响,在动脉内仍会有50~70mgI/ml,明显提高对小血管的显示率。IADSA与ⅣDSA相比,对比剂的用量降低了1/4~1/3。IADSA检查时血管内含碘计算方法:通过时间-视频密度曲线和时间-浓度曲线对感兴趣区进行测量和推算,可得到对比剂出现和消失的时间,对比剂在血管内循环过程及流率、对比剂时间-浓度曲线的波幅、波宽、斜率等。

    不过,相较于ⅣDSA,IADSA创伤稍大、并发症多,但由于其拥有图像清晰等优点,现在国内外广泛应用。

    三、数字电影减影

    数字电影减影是以数字式快速短脉冲对图像进行采集,实时成像,单向可达50帧/s。在注射对比剂前应先采集数帧蒙片,并将其与注射对比剂后采集的图像相减,便得到血管的减影像。在进行心脏冠状动脉造影时多采用该方式,是为了确保脉冲曝光采集与心脏搏动同步和减影时不会出现运动伪影,常辅以心电图触发方式。

    四、旋转式心血管造影

    旋转式心血管造影是一种新型的C形臂,具有三维图像采集功能。在X线曝光一开始和DSA系统开始采集图像的同时,C形臂围绕病人做旋转运动,对血管进行180°的参数采集。此时,病人保持静止,X线管和增强器做同步运动,从而获得一个三维图像,制作成蒙片。再注射对比剂,然后采集造影图像,并将两者进行减影,以得到全方位的系列减影图。旋转的开始和结束、旋转的位置和角度由操作者自由选择,并由曝光手闸控制启动,旋转速度30°/s,图像帧频为8~50幅。三维图像可清晰显示血管和心脏的多方位解剖学结构及形态,能够更全面、更确切、更客观地观察到病变情况,特别适用于脑动脉血管造影。

    五、步进式血管造影

    血管造影技术作为血管病变检查的金标准广泛应用于临床,但对于行程较长的下肢血管,常规造影需分段摄影显像,因此需多次注射对比剂及多次系列曝光,明显增加检查时间和X线曝光量以及对比剂的用量。步进式血管造影技术(angiography of step-translation technique/bolus chasing angiography,BCA),也称对比剂跟踪造影技术,是在传统DSA的基础上发展起来的一种造影技术。在注射对比剂前摄取该部位的蒙片,然后采集注射对比剂后的图像,并将两者进行快速减影。在进行步进式血管造影时,X线管与增强器保持静止,导管床带着人体自动均匀向前移动或X线管均匀向后移动,导管床保持静止,以此获得血管的全程减影像。一次注射对比剂获得血管全貌,该方法主要用于人体四肢部位的动、静脉DSA检查。

    六、遥控对比剂跟踪技术

    对比剂跟踪摄影是一个观察全程血管结构的新方法,解决了血流速度与摄影程序不一致导致的血管显影不佳或不显影的问题。操作者可用交互式或速度曲线的编程对速度进行自动控制盒造影跟踪摄影,也可对未减影方式进行实时地观察并摄取图像。系统由马达驱动床面、手柄速度控制器和自动曝光系统组成。主要用于人体四肢部位的动脉、静脉DSA检查。

    七、自动最佳角度定位系统

    自动化程度高、功能强的单C形臂都有三个马达驱动的旋转轴,它确保了单C形臂围绕病人做同中心运动,操作灵活、定位准确。自动最佳角度定位系统可以帮助操作者很容易找到任何感兴趣血管病变的最佳显示角度。操作者只要取血管的任意两个视图,间隔30°以上,再将每个视图标记上自动最佳角度定位系统(COMPAS)就会自动处理这些信息,并告知血管最佳视图角度,最后将C形臂打成一定的角度,该角度的大小由COMPAS提供。该技术保证了血管形状的最佳显示,所产生的感兴趣的动脉病变图像几乎没有失真,还可提供血管造影图更确切地定量分析。COMPAS用于复杂病变的检查时,可减少检查时间、对比剂用量和X线量。

    八、DynaCT技术

    DynaCT技术被称为血管造影计算机断层扫描(ACT)技术,是通过DSA设备的C形臂旋转进行图像采集并传输至3D工作平台后,通过3D重建创建同CT一样的图像,无需在检查中将病人送至CT或MRI检查室。DynaCT提供的软组织图像,具有更好的低密度分辨率,通过16cm CATPHAN模体测试,能够区分出10Hu和10mm大小的物体,区别软组织,例如出血和肿瘤。它还可利用旋转血管造影采集的图像,进行血管造影计算机断层成像。

    九、三维穿刺定位技术

    三维穿刺定位技术(iGuid)是以DynaCT断层图像为基础,可以实现在syngo Workplace上的3D容积及DynaCT图像上计划进针的方向、路径。同时在实时显示器上显示进针的路径(图2-7),引导进针过程,以实现在血管机上进行穿刺的技术。可在PVP、PKP穿刺、骨穿刺活检、肿瘤射频消融囊肿穿刺引流、病灶穿刺活检、椎体成形术中应用。

    

图2-7 三维定位穿刺路径图

    附:现得数字减影血管造影

    见表2-1。

表2-1 数字减影血管造影常用血管造影部位的临床应用参数

    

(续 表)

    

(续 表)

    

    (丁海岭 沈 辉)

    参考文献

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