[DSA] 决定数字血管造影系统综合性能的关键参数研究

2.3、影像增强器/CCD-TV系统：通常采用可变视野的I.I影像增强器，如11cm、17cm、23cm、32cm四种视野，根据造影时的需要灵活选用。空间分辨率与视野成反比，为了提高灵敏度和分辨力，输入屏采用碘化铯等材料。

    新研制的第四代金属釉-MU镍铁合金软磁贴膜影像增强器，使金属釉技术与P43输出磷光体相结合和使具有高分辨率、对比度和转换系数的高DQE输入屏与低量子噪声相结合，把每个像素的光藕合到光电层，从而使影像具有良好的亮度分布；MU镍铁合金软磁贴膜显像管，提高了I.I的转换效率，使几何失真降至最低；精确的电子-光学透镜系统，具有较窄的电子-光学参数分布，消除了因图像偏差导致的失真，使整个显示区内分辨率均匀一致；极窄的处理误差确保了稳定的电子-光学数据和最低的输出屏斑点及伪影干扰，从而获得极佳的图像质量，使图像的最大空间分辨率≥ 62 lp/cm，图像扭变率≤0.02lp/cm。
    以往采用的真空摄像管，由于其迟滞特性，在脉冲影像方式和隔行扫描制式下，每一场的影像信号幅值不等，采样需等到信号幅值稳定后才能进行，因此使得曝光脉冲宽度增加，浪费了剂量，故趋于淘汰，现基本采用CCD摄像机和逐行扫描制式来改善上述情况。为了适应所用X线剂量范围（即输入光量变化范围）大的特点，要求使用大孔径CCD，防光焰陷阱设计。CCD摄像机有旋转采集和全景采集两种模式，全景采集 CCD 芯片是专为医用目的设计的，大尺寸的芯片不仅实现了视野区图像的全景采集，而且提供了高光子存储量以提高图像的电子信噪比。
    如果购买平板探测器数字血管造影系统，则平板探测器将作为整个系统最关键的部分，对于系统的分辨率有重要意义。各大公司均采用性能稳定的碘化铯非晶硅平板探测器。西门子公司和PHILIPS公司采用相同的平板技术，即长方形的可旋转平板。GE采用正方型平板。其技术参数比较如下：

2.4、计算机系统:
    在数字血管造影系统中，通过计算机进行图像后处理，主要有对数变换处理，移动性伪影的校正处理，改善图像S/N的时间过滤处理和自动参数分析功能。早期多采用SUN或SGI通用型服务器，机体庞大，主频（时钟频率）较低，运算速度较慢，现在的数字血管造影系统则多采用医学影像专用多芯片组并行处理服务器，机体纤小，主频高，运算速度快，完全能满足图像大数据量实时处理的要求。

2.5、高级临床应用：高级的临床应用包括实时旋转DSA和实时下肢DSA跟踪和三维血管重建。由于脑血管组织细密、复杂，单一角度的平面投照远远不能满足临床诊断的需求，这就要求要有多角度、多方位对血管成像进行采集和回放，以期达到对复杂脑血管疾病的及时准确的定性和定位。目前高端机常采用独特的角度触发技术，是在C型臂旋转采集的过程中，运动到预设的角度时，自动触发对蒙片和充盈片的采集，使得蒙片和充盈片在相同角度上配对，实时减影处理后得出在这一确定角度的血管影像。在得到实时旋转DSA图像的基础上，配合先进的三维图像工作站，可以得到清晰的血管三维图像，无骨骼，软组织干扰图像，便于血管病变的多角度观察。此外，快速的三维成像技术，包括支架成像，内窥镜等技术已成功地为临床所应用。

2.6、机架系统：机架系统包括C臂和导管床，是整个系统重要的组成部分。C臂系统主要分为落地式和悬吊式。要求具有旋转角度大和旋转速度快、C臂运动轻巧顺畅的特点。

3、图像质量的优异性

数字血管造影系统综合性能的优劣，最终都必须由图像质量来体现，衡量图像质量的指标主要有：图像像素矩阵、图像空间分辨率、图像扭变率、图像灰阶对比分辨率、图像采集脉宽等。

    一台数字血管造影系统，必须满足：图像矩阵不小于1024×1024，图像空间分辨率不低于60 lp/cm，图像扭变率不超过2%，图像灰阶对比分辨率不低于12bit，图像采集最短脉宽不超过0.5ms。
4、人性关怀的周到性
    介入影像学科必须基于X线成像设备，长期以来，临床介入或放射科大夫本着救死扶伤的自我牺牲精神，救治了广大的病患，而自身的健康会受到很大影响。由于X线对人体的损伤有积累效应，对病人而言是一次性的，完全可以恢复，但临床医生长时间的辐射累计恢复则较困难，而且介入手术时间长，临床医生难以完全避免X线的辐射。通常对X线辐射的防护常采用铅屏风、铅衣等被动防护技术，即不论球管发射多少射线，防护手段是固定和单一的，防护的效果有限。主动防护技术要求X线系统的设备厂家在保证图象质量的前提下，对不需要射线的操作过程尽量不出射线，充分利用计算机的辅助和模拟技术来实现；在只需极低射线剂量的手术操作中提供尽可能低的X线辐射剂量，这就是所谓的”主动防护技术”， 其中包括尽可能短的X线脉宽，自动的射线硬化技术等。射线的危害性不容置疑，所以周到的主动防护系统尤其重要。目前在数字血管造影系统配备主动防护技术主要有：
1、自动曝光控制技术：将透视的参数自动转换为相关的曝光参数，无需测试曝光即可自动控制曝光参数直接进行曝光采集，避免了测试曝光的额外辐射损伤。
2、多档可选的数字脉冲透视技术：目前高端机型可以提供多达9档可选的数字脉冲透视技术（0.5,1,2,3,4,6,7.5,15,30P/s），在不需要高的影像实时性的采集序列（尤其在外周血管造影时），可以运用低脉冲透视（最低0.5个脉冲/秒），最大限度降低辐射剂量，保护医患健康。
3、多种可选的铜滤片自动插入技术：高档机型中均可以提供多达5种甚至5种以上可选的铜滤片（0.1,0.2,0.3,0.6,0.9mm）技术，使不同病人及不同部位均可获得最佳成像效果。尤其专为小儿设计的0.9mm铜滤片，在保证影像质量的前提下，最大限度保护儿童。
4、透视影像序列存储技术：自动透视影像序列存储，可存数百幅图象，突破以往只有最后一帧透视图像存储的局限，用低剂量的透视来替代采集，获得清晰的动态图象，极大地减少了剂量。

5、无射线束光器定位：采集时的束光器调整及定位，完全利用计算计模拟技术，无需透视或可见光即可实现高精度的定位。
5、使用的方便性
    临床的介入诊断和治疗过程往往时间长，强度大。充分利用人机工效学的研究成果，力求最大限度地降低医生操作机器的劳动强度，使医生能够尽量将注意力和精力集中于病人和手术过程，提高手术效率，缩短手术时间，减少X线的照射时间，从而保障医生和患者的健康。好的大型C臂X线机所运用的先进技术包括：多工作位C型臂，双向光盘存储系统，触摸屏和控制杆最优化组合等。
    现各厂家均基于全球统一的多系统控制概念而建立起来了家族化通用操作系统。这种操作系统涵盖了放射科和介入科的所有工作，包括病人数据登记，术前准备，采集程序选择，图像测量以及后处理，图像打印和归档，报告的制作等等。所有影像产品包括CT，DSA，MRI，超声都采用同一操作系统，便于在检查室的血管造影监视器上即能观看CT和MR的图象，成为真正的网络化的操作平台。通过直接比较不同的图象便于迅速作出治疗方式的决定。对于医生和病人来说，不仅节省时间，更保证手术的安全性。
    现今，病人介入治疗的最佳存储手段是将图象存在光盘上，但是大部分病人需要多次复查，随放。病人介入治疗存在光盘上图象如能在导管室的主机监视器上回放，应用双向传输技术，进行治疗前后的对比分析。将大大方便决策。由于实现了床旁监视器的诊断级影像回放，介入手术医生如果在手术中需要相关影像回放信息，不必往来于手术室和控制室之间观察回放的参考影像，既安全也方便。
    实现在导管床旁的所有操作，包括病人的登记编号，设置检查程序，进行诊断及治疗，图象及功能的评估，图象后处理，网络图象的搜索及调用，可以大大提高工作效益，争取到病人抢救治疗的宝贵时间，是所有导管室医务工作者的愿望。随着科学技术的发展进步，这将成为现实。如影像的床旁测量，评估及相关的影像后处理功能。常规病人介入手术只能在一次冠脉造影后，将病人影像传输到控制室的独立工作站上进行测量和评估以及相关的后处理功能，实时性差，测量评估增加了病人额外的等待，耽误了时机。能够在导管床旁进行高精度的测量和评估，则可以完全解决上述问题。
6、创新技术：
      创新技术对于用户在相当长的时间内保持或提高学术地位具有重要意义。真正具有创新意义的当属DynaCT技术。它通过平板探测器的旋转采集功能，直接在血管造影系统上产生CT图像，这是一个独特的创新技术，并且对介入治疗带来革命性的变化，使得介入手术后可在本机上立即进行图像扫描重建，观察手术效果而不必将病人移往CT室进行判断，不仅使用非常方便，而且大大降低了医疗风险，提高了介入手术的安全性和准确性。
    综上所述，对于综合性医院在选择数字血管造影系统时，不但要是主流品牌且具有临床应用范围广泛的特点，更要具有独特和先进的功能，能为医院的发展和学科的建设及议员的可持续发展带来很大帮助。放射影像设备综合性能的优劣，图像质量是最简单有效的标志。图像质量的优劣，取决于影像链的优劣，值得特别注意的是，一台设备的综合性能高低，不是取决于该设备最优秀的那个部件及参数，而是由最差的那个部件及最低的那个参数决定，就好比一只木桶，能装多少水，不是取决于最长的那块木板，而是由最短的那块木板决定，因此，选择数字血管造影系统时，要特别关注系统中最差的部件和最低的参数是否能够满足需求。
（余小宝）

转自：http://www.china-radiology.com/showtopic-6451.aspx