医学成像技术课件-6数字血管造影-(DSA)

DSA——时间减影
DSA时间减影
（1）静脉DSA
注射位置离目标远，容易被稀释，只用于静脉疾病或不 能用动脉DSA时。
（2）动脉DSA
直接注射到接近感兴趣区的动脉处，主流方式。
数字血管造影
DSA的物理基础
骨骼
I0 dB
dT
血管
dI
软组织
I
不同组织对wenku.baidu.com射线衰减示意图
数字血管造影
1、DSA的物理基础
注碘对比剂前
I I 0e
或
( Bd B T d T )
骨骼
I0 dB
dT
ln I ln I 0 ( B d B T d T )
注碘对比剂后
血管
dI
软组织
I I I 0e
或 则
[ B d B T ( d T d I ) I d I ]
I
ln I I ln I 0 [ B d B T (d T d I ) I d I ]
S=lnI-lnII=(μI-μT)dI
数字血管造影-常规方式
碘对比剂后 （造影剂浓 度最高时））
碘对比剂前 （MASK）
数字血管造影-序列脉冲方式
选定一个蒙版， 各帧依次相减
帧
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DSA的影像应用
腹部血管图像DSA
DSA的影像应用
腿部血管图像DSA
DSA的影像应用
颈部大脑血管DSA
DSA的影像应用
腿主动脉DSA图像
DSA的影像应用
关节DSA图像
DSA的影像应用
帧（Frame）
DSA中的噪声问题
• 时间滤波处理
简单的视频帧间 隔相减法
视频帧平均相减减少噪声
DSA中的运动伪影问题
像素移位操作
配准操作减少运动伪影问题
DSA的影像质量与优缺点
DSA优点:
图像叠加精确，对比度大，可用低对比剂显示细小血管。 可实时处理，图像信息的数字化信息处理和存贮方便快捷
屏幕直接显示，便于图像分析。 可快速校正图像伪影 （采用新的掩模图像改变对比度和消 除伪影）
DSA的影像质量与优缺点
• DSA缺点 被检者移动、吞咽、肠蠕动、动脉搏动等慢
运动，使掩模图像和充盈图像发生位移，不
能充分消掉与血管重叠的结构，而产生图像 伪影。
DSA的影像应用
手部动脉血管图像DSA
医学成像
数字血管造影(DSA)
喻罡 副教授 中南大学生物医学工程研究所
课程要求
了解DSA成像系统构成 掌握减影技术的原理（时间，能量，混合）
了解DSA成像系统的影像质量问题及其解决办 法
相减----WHY ？
相减----WHY ？
数字血管造影
X射线数字血管减影(DSA, digital subtraction angiography)是通过造影剂显示血管的一种方法。 它是一种介入式血管疾病诊断与治疗工具。 基本原理是利用注入血管的造影剂来表现血管特 性，并根据造影产生的差异来对血管进行分析。 目前比较普遍的应用集中在脑部和心脏冠状动脉， 特别是在心脏部位.
高能
能量减影工作原理
能量减影（双能减影、K-缘效应）
lnIL和lnIH分别加权系数KL和KH相减 S=KHlnIH-KLlnIL =(KLμBL-KHμBH)dB+(KLμTL-KHμTH)dT+KHCH-KLCL
若令
K H BL K L BH
K H TL K L TH
则ST=(KLμTL-KHμTH)dT+KHCH-KLCL
DSA的影像质量与优缺点
• 影响DSA影像质量的因素 噪声 运动伪影 对比剂浓度
DSA要求的动脉对比剂浓度与血管直径近似地成反比。
DSA中的噪声问题
DSA中的噪声问题
空间滤波处理： • 高通滤波 • 低通滤波 • 中值滤波
高通滤波（边缘增强）
低通滤波（平滑）
中值滤波
中值滤波
DSA中的噪声问题
可得到软组织图像信号(消除了骨信号)
若令
则 SB=(KLμBL-KHμBH)dB+KHCH-KLCL 可得到骨图像信号(消除了软组织信号)
能量减影工作原理
能量减影---双能量减影
能量减影工作原理
能量减影影像
（a）普通平片
(b) 软组织影像
(c)骨骼影像
能量减影工作原理
混合减影
对比剂注入前后都做高能和低能图像。先做高能和低能像的减 影图像得到一系列双能减影图像。这些双能减影图像中软组织
像已被消除。再用时间减影处理双能减影图像消除骨骼等背景。
能量减影工作原理
混合减影
能量减影+时间减影
DSA能量减影
能量减影---双能量减影
能量减影技术也称双能量减影， K-缘减影。 在欲显示血管引入碘造影剂 后， 分别用略低于和高于碘K-缘能量 （33keV）的X射线曝光。 由于在这两种能量条件下曝光的 影像中，碘与其他结构的衰减特 征有较大差别。其他组织差别不 大。 因此将这两种不同能量条 件下曝光的影像进行数字减影处 理，可以突出减影图像中碘的对 比度，消除其他无关组织结构对 图像的影响。
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DSA 工作原理
• 时间减影(MASK mode)
数字血管造影
DAS成像系统构成
DSA——能量减影
骨骼肌肉、血管，乳腺（研究中）
能量减影工作原理
两种曝光条件下，透射X射线强度I与入射X射线强度I0 关系 lnIL=lnI0L-(μBLdB+μTLdT) 或 lnIL=-(μBLdB+μTLdT)+CL lnIH=lnI0H-(μBHdB+μTHdT) 或 lnIH=-(μBHdB+μTHdT)+CH 低能