DSA體模遙控裝置研究

康曉斌， 楊 波， 鄢 鈴

（1.青海紅十字醫院，青海 西寧 810000；2.中國測試技術研究院，四川 成都 610021）

0 引 言

數字減影血管造影（DSA）系統（以下簡稱DSA系統）可除去骨骼和血管周圍軟組織影像,突出所要診斷的血管影像，是介入手術的關鍵設備，廣泛用于心腦血管造影、腫瘤治療及外周血管疾病治療諸多領域。DSA系統是基于X射線與數字化技術相結合，并經計算機圖像處理來顯示血管圖像，具有其他影像檢查所不能替代的作用。其影像探測器大都采用影像增強器或平板探測器，影像采集速率一般在3.5～30幀/s，還具有圖像后處理和三維重建功能。由于DSA系統的臨床應用技術復雜，可變因素較多，如所用造影劑濃度、劑量、采集速率、注射壓力和延遲時間都因人而異。例如，要減少受照劑量，應根據實際手術情況合理使用采集速率。另外，合理應用DSA系統后處理功能及邊緣增強技術，選擇合適的窗寬窗位也是用好DSA系統的關鍵。以上這些，都是以DSA系統工作正常為前提。為了保證系統工作正常，使用DSA性能檢測體模（以下簡稱DSA體模），對其進行周期檢定檢測，是非常重要的工作之一。同時無減影功能的心臟血管造影系統和數字化胃腸機除了結構和個別功能不同外,其余技術指標與DSA系統相近，也可采用DSA體模進行質量控制。

在DSA系統的檢定中，系統的減影性能是很重要的指標。在用DSA體模做減影性能實驗時，由空白（只是有機玻璃）影像（蒙片）與模擬血管影像相減，就是模擬只減軟組織的血管減影圖像；如果由骨骼模塊與血管模塊相減，則模擬只剩單一的血管減影圖像。要得到這些減影圖像，檢測時要求模塊在一定的均勻速度下通過X射線束。在使用一些DSA測模體時，模塊通過X射線束是在X線曝光和一般防護條件下用手推動的。人工推動，難以控制模擬動脈模塊（以下簡稱血管模塊）的運動速度，影響減影效果，且人工近臺操作，要受到輻射損傷。為了提高減影圖像的質量和避免檢定人員受到輻射損傷，設計了模擬血管模塊運動的無線遙控裝置（以下簡稱遙控裝置），該裝置是由同步電機、控制器等組成，如圖1所示。減影時只需要在控制室內操作遙控器，模擬動脈血管模塊便以均勻速度完成減影。該遙控裝置主要優點體現在：（1）由同步電機帶動模塊均勻運動，減少了由手動操作帶來的減影運動偽影和減影不均勻性；（2）避免了檢測人員所接受的X線劑量。

目前的狀況是一些醫學計量部門及其他檢測部門的DSA系統的性能檢測體模，要求檢定人員在X機房內且人工操作，因而不可避免地給檢定人員造成一定的輻射損傷，而且人工推動模擬動脈血管模塊，速度不準確、不均勻，進而影響對減影性能指標的檢定評判。因此，盡管檢測部門購進了擬動脈血管模塊體摸，還是沒有很好地對DSA系統開展正常的檢測。

為有效檢測DSA系統動態減影的質量和性能，研制設計這套“擬動脈血管模塊運動遙控裝置”，可以通過無線遙控，以一定的速度和行程，在DSA系統曝光采集圖像時，實現實時動態減影。并對所采集的減影圖像進行檢測，以判斷檢測結果是否滿足檢定規程要求。

1 遙控裝置的研制設計

1.1 裝置組成

由有機玻璃架、架子掛板、同步電機、驅動電路、4根血管模塊傳動輥和遙控板組成（見圖1）。這些組件都不在X射線的主射束上，而且遠離照射野之外，不會對減影影像造成影響。

圖1 遙控裝置的構成

1.2 主傳動輥

傳動輥中有一根與同步電機直接連接，稱為主傳動輥。電機帶動其轉動，從而帶動壓在輥上的血管模塊運動。設計時，主傳動輥與血管模塊之間要有足夠的摩擦力，才能帶動血管模塊運動，并保持運動速度均勻。其他3根輥起支撐作用。

1.3 架子掛板

是將遙控裝置掛在體摸上，以便與之配合，由傳動輥帶動血管模塊在插座模塊的插槽中運動。架子掛板通過螺釘與有機玻璃架子連接。該掛板可有2～3種不同的尺寸，以適應不同尺寸DSA體模。

1.4 同步減速電機

直接由AC220V驅動。選擇該電機一是減速適宜，二是轉速精確，再是耐用可靠，采購容易。

1.5 血管模塊運動速度設計

電機軸的減速轉速n r/s，主傳動周長為l mm，轉速乘以傳動輥周長就是血管模塊在插槽中的運動速度V mm/s。即V=n×l。該裝置的血管模塊運動速度為30mm/s。

1.6 遙控板

可控制減速電機正傳、反轉和停止。為無線遙控，可隔著厚實的防護墻控制電機。因此，不會對檢定人員造成輻射損傷。

2 遙控裝置的使用

2.1 DSA系統的設置

在DSA系統X射線輻射源的性能檢定中，首先應正確設置被檢測設備的應用參數。通常選擇70 kV，mAs自動曝光或完全自動曝光方式（即70kV和mAs完全由DSA系統自動設置，不需人工調整），實時減影采集或后處理減影。后者的采集模式為：曝光采集的圖像為實時的含背景（如骨骼）的血管圖像，曝光采集結束后，通過圖像系統在已采集的圖像序列中選擇蒙片，再選擇減影。由此得到的是與蒙片相減后的單純血管圖像（背景如骨骼已減去）。曝光速率：對通用型DSA系統，一般選擇3～6幀/s（視X線管熱容量大小確定）；對于無減影功能的心血管專用機，以12.5幀/s或25幀/s電影曝光采集。

2.2 DSA體摸的放置

將體摸放置在影像中心，選擇的探測器輸入視野（FOV），通過調整導管床或影像增強器距離（體摸表面與影像增強器或平板探測器輸入面垂直距離為30 cm）及縮光器光野大小，使血管摸塊的影像位于監視器中心且影像尺寸適宜。以上過程一般是在導管床旁實時透視下完成的。因此，應盡量以目測定位或短時間X射線輻射操作為宜。

圖2 遙控裝置的安裝使用

2.3 遙控裝置的安裝

以Model-76-710型DSA體模為例，通過兩個架子掛板掛于體模之上，無須用螺釘鏈接和固定。再將血管模塊有血管的一端人工插入插件插座的插槽門口，同時操作遙控器，使血管模塊的空白端位于插槽之中，處于待測狀態。在實際影像減影采集時，需要注意的是：（1）血管摸塊有空白的一端先通過X線束，DSA系統先完成蒙片（mask）采集，否則，不能實時采集檢定所需要的DSA減影圖像。對于心血管專用機，無需減影只要采集實時動態血管圖像即可。（2）由于采集的序列較多，因此，檢定人員應選擇合適的血管運動速度，如過慢，則出現采集圖像（或曝光次數）太多，易造成X線管陽極熱量迅速增加，不利于球管安全使用。相反，如過快，雖減少了曝光次數，但會出現采集圖像拖尾現象，影響對檢查結果的評判。該裝置常設血管模塊運動速度為30mm/s。通過更換傳動輥，可選擇其他的運動速度。此外，DSA系統的曝光速率也應結合圖像探測器的種類，采集方式以及合理的血管運動速度。（3）在DSA系統的參數設置中，影像探測器的輸入面尺寸（FOV）對鑒定結果的影響是較為顯著的，如空間分辨率，在230mm時可能為10 Lp/cm，而在110mm時，可能為25 Lp/cm，因此，在檢定中必須指明FOV的值。通常，DSA默認的FOV為其最大值（對一般DSA系統來說，通常有3～4個可變 FOV）。

3 遙控裝置設計的特點

（1）遙控裝置的制造，不改動原裝體摸；運用時，對原裝體摸沒有損傷；

（2）遙控裝置的安裝和取放，簡單方便；

（3）操作容易；

（4）血管體摸在插槽中運動速度準確均勻；

（5）更換其他尺寸的架子掛板，可適用于別的尺寸的DSA體模；

（6）如果更換其他直徑的主傳動輥，可改變血管模塊在插槽中的運動速度；

（7）隔著防護墻無線遙控，操作人員可完全避免輻射損傷。

4 結束語

該遙控裝置在實際檢測應用中證明，由于血管模塊在插槽中運動速度準確均勻，較大提高了DSA系統的減影圖像質量，更利于對DSA系統的減影性能進行評判。又由于采用無線遙控，檢測實驗中檢定人員不需要進入機房，避免了輻射損傷，又便于對DSA系統的檢定工作的正常開展。因此，該模擬血管模塊運動無線遙控裝置具有很好的應用前景。

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