Modo de trabajo de la angiografía por sustracción
(1) Resta temporal
La resta temporal es un método común de DSA. Antes de que el agente de contraste inyectado entre en la región de interés, uno o más fotogramas de imágenes se almacenan como una imagen de máscara, que se resta de la imagen creada que se produce cronológicamente. Esto elimina partes de la imagen que son idénticas en ambos fotogramas, resaltando las partes de alta densidad del agente de contraste a medida que pasa a través de los vasos sanguíneos. Este modo de operación se llama resta temporal porque el momento en el que se obtienen la imagen de máscara y la imagen son diferentes. La desventaja es que debido al movimiento intencional o no intencional del paciente durante el proceso de fotografía, la imagen de la máscara y la imagen creada no pueden coincidir con precisión, lo que resulta en artefactos de registro de imagen deficientes o borrosos. En vista de la diferencia en el número de fotogramas y el tiempo de adquisición entre la imagen de máscara utilizada en la resta y la imagen creada, se puede dividir en los siguientes métodos:
1 Modo de imagen de pulso (PI). El modo PI utiliza pulsos de rayos X intermitentes para formar una imagen de máscara y crear una imagen (como se muestra en la Figura 5-25), se capturan varios cuadros de imágenes por segundo y la duración del pulso generalmente es más larga que la señal de video. Cuando el agente de contraste no fluye hacia el vaso de interés, se toma una imagen de máscara y las imágenes de rayos X se recogen y restan durante la difusión gradual del agente de contraste, y se obtienen una serie de imágenes de resta consecutivas y espaciadas. con cada cuadro de la imagen de resta Hay grandes espacios entre ellos.
2. Modo de imagen de súper pulso (SPI) El modo SPI realiza fotografías de pulsos de rayos X a una velocidad de 6 a 30 cuadros por segundo y luego repite la resta de alta velocidad cuadro por cuadro. de alta frecuencia y ancho de pulso estrecho, como se muestra en la Figura 5-26. El pulso de exposición de rayos X es consistente con la sincronización del campo de la cámara. El tiempo efectivo de la señal de exposición debe estar dentro del período de supresión del campo. Por lo tanto, la frecuencia máxima del pulso es de 50 ~ 60 Hz y el ancho del pulso es de 3 ~ 4 ms. Este método puede observar continuamente a la velocidad del vídeo en tiempo real, imágenes digitales de rayos X o imágenes de resta que tienen una alta definición dinámica.
3. Modo de imagen continua (CI) El modo CI (que se muestra en la Figura 5-27) es igual que la fluoroscopia, que se irradia y adquiere continuamente con la cámara a una frecuencia de 25 a 30 fotogramas. por segundo. Imágenes continuas sincronizadas. Los rayos X utilizados pueden ser continuos o pulsados. Debido a que requiere irradiación continua durante mucho tiempo, la carga sobre el tubo de rayos X es bastante grande, por lo que se debe utilizar un tubo de rayos X con una gran capacidad calorífica. Por ejemplo, en la exposición actual del tubo de rayos X, la relación señal-ruido de la imagen de resta es muy baja, por lo que el método CI generalmente utiliza una distancia focal pequeña. Fotografía de exposición continua con corriente de tubo de 15mA.
4. Método de diferencia de intervalo de tiempo (TID) Todos los métodos de resta anteriores utilizan la imagen cuando el agente de contraste no se inyecta en el vaso sanguíneo del sitio de contraste como imagen de máscara y utilizan la secuencia X-. Imagen de rayos que contiene el agente de contraste como resta. Utilice imágenes. El método TID no fija la imagen de la máscara, sino que determina aleatoriamente un cuadro de imagen (por ejemplo, el tercer cuadro, la imagen tomada justo después de inyectar el agente de contraste en el vaso sanguíneo). Luego, se realiza el procesamiento de resta (3-6) en la imagen (cuadro 6) a ciertos intervalos (por ejemplo, cada tres cuadros), y luego se realizan las restas (4-7) y (5-8) cuadro por cuadro para formar una secuencia de imágenes restadas.
5. Modo de pulso de activación del electrocardiograma (ECG), ya que el movimiento del corazón está en una fase diferente en cada momento, para acercar lo más posible las fases de la imagen de la máscara y la imagen creada. artefactos de movimiento de la imagen de sustracción, generalmente utilizando el modo de pulso de rayos X activado por electrocardiograma. Las señales de ECG externas activan la adquisición de imágenes de rayos X de tres maneras.
(1) Marcado de ECG continuo: tome imágenes de forma continua y márquelas en las imágenes donde aparece la señal de ECG. La frecuencia mínima para este método es de 5 fotogramas por segundo.
(2) Marcado de ECG de pulso: Capture imágenes en modo de pulso y marque las imágenes más cercanas a la señal de ECG. La frecuencia más baja también es de 5 fotogramas por segundo.
(3) Activador de puerta de ECG: la señal de ECG inicia el generador de rayos X para capturar la imagen controlada y marcar la imagen. El método específico consiste en almacenar la señal de salida del electrocardiógrafo en la memoria del electrocardiograma después de la conversión A/D y, al mismo tiempo, extraer la marca de la onda R de la señal de la onda R como referencia para la fase del electrocardiograma. En la adquisición controlada por ECG, si la exposición a los rayos X se sincroniza con la firma de la onda R, se puede obtener una imagen de sustracción cronometrada por la onda R. Este método se utiliza principalmente para el examen DSA de grandes vasos cardíacos. La exposición coincide con el ritmo de los vasos cardíacos, asegurando así que cada cuadro de la secuencia de imágenes esté en fase con el ritmo y eliminando los artefactos causados por la pulsación cardíaca.
2) Resta de energía
La resta de energía también se llama resta doble de energía. Al realizar una angiografía en una región de interés, se obtienen dos imágenes casi simultáneamente usando dos voltajes de tubo diferentes (como 70 kV y 130 kV) y se restan. Debido a que los dos cuadros de imágenes fueron tomados con rayos X de diferentes energías, se les llama resta de energía.
Este método de resta aprovecha el hecho de que el coeficiente de atenuación de los rayos X del yodo y del tejido blando circundante es significativamente diferente a diferentes energías (la curva de atenuación del yodo salta al nivel de energía de 33 keV, y el coeficiente de atenuación aumenta repentinamente. La curva de atenuación del tejido blando es continua, cuanto mayor es la energía, menor es el coeficiente de atenuación).
La última imagen se obtiene si un trozo de tejido que contiene hueso, tejido blando, aire y trazas de yodo se irradia con rayos X con energías justo por debajo de 33 keV y justo por encima de 33 keV (70 kilovoltios y 130 kilovoltios, respectivamente). La señal del yodo se reduce en aproximadamente un 80%, la señal ósea se reduce en aproximadamente un 40%, la señal de los tejidos blandos se reduce en aproximadamente un 25% y el gas casi no tiene atenuación en los dos niveles de energía. Si se restan estas dos imágenes, la sombra del gas se eliminará de manera efectiva y se preservará una pequeña cantidad de sombra de tejido blando, sombra ósea obvia y señal de yodo. Si las imágenes recopiladas a 130 kV se ponderan con un coeficiente de aproximadamente 1,33 y luego se restan, las sombras de gas y tejido blando se pueden eliminar, dejando solo menos señales óseas y señales obvias de yodo.
La resta de energía también puede separar tejidos con diferentes coeficientes de atenuación, como eliminar tejido óseo o tejido blando de imágenes de rayos X, obteniendo así una imagen solo de tejido blando o tejido óseo. El método específico consiste en utilizar dos haces de rayos X de energía para obtener dos imágenes, una con rayos X de baja energía y otra con rayos X de alta energía. Las imágenes se ponderaron y restaron mediante transformación logarítmica y se eliminó el hueso o el tejido blando.
En principio, la resta de energía es un buen método de resta, pero en aplicaciones prácticas, se requiere que el voltaje del tubo cambie entre las dos energías a alta velocidad, lo que aumenta la complejidad de la máquina de rayos X. Las máquinas de rayos X generales no pueden utilizar este método. Este método no elimina fácilmente las imágenes residuales de huesos.
(3)Resta híbrida
La combinación de tecnología de resta de energía y tiempo produce tecnología de resta híbrida. El principio básico es realizar una sustracción de energía dual antes de inyectar el agente de contraste para obtener una imagen que contenga una pequeña cantidad de señal de tejido óseo. Después de inyectar el agente de contraste en el vaso sanguíneo, reste esta imagen de la imagen de sustracción de energía dual. obtener una imagen de vaso sanguíneo simple. La sustracción híbrida requiere equipos elevados y una carga de tubos de rayos X.
3. Requisitos especiales y medidas técnicas de DSA para el equipo
DSA se diferencia de los sistemas DF ordinarios. No solo digitaliza imágenes de rayos X, sino que también obtiene imágenes de sustracción de mejor calidad. Por lo tanto, los sistemas DSA tienen un conjunto especial de requisitos.
(1) Sistema de generación de imágenes y rayos X
Incluyendo tubos de rayos X, generadores de alto voltaje, intensificadores de imágenes, sistemas ópticos, cámaras y monitores de televisión, etc.
1. El generador de rayos X requiere que el tubo de rayos X soporte la carga de la exposición al pulso continuo. Para equipos DSA medianos y grandes, la capacidad calorífica del tubo de rayos X debe ser superior a 200 kHU, el rango de voltaje del tubo es de 40 ~ 150 kV y la corriente del tubo suele ser de 800 ~ 1250 Ma. Se requiere que el generador de alto voltaje produzca alto voltaje de CC estable, adopte tecnología de frecuencia media y alta y sea controlado por una microcomputadora para producir voltaje de CC casi puro. La máquina de rayos X puede exponer rápidamente en modo de múltiples pulsos, con una velocidad máxima de imagen de 150 fotogramas/segundo.
2. Los intensificadores de imagen suelen utilizar I.I con campo de visión variable. Por ejemplo, el I.I de 775px puede tener cuatro campos de visión: 10, 16, 22 y 31, que se pueden seleccionar de forma flexible según. las necesidades de la fotografía. La resolución espacial es inversamente proporcional al tamaño de la pantalla y al campo de visión, generalmente 1,1 ~ 2,5 lp/mm. Para mejorar la sensibilidad y la resolución, la pantalla de entrada está hecha de materiales como yoduro de cesio. El intensificador de panel plano recientemente desarrollado tiene cientos de miles de fibras ópticas entre el emisor y la capa fotoeléctrica de la pantalla de entrada, acoplando la luz de cada píxel a la capa fotoeléctrica, haciendo así que la imagen tenga mayor brillo y mejorando la conversión I/I. eficiencia, por lo que las perspectivas son brillantes. Actualmente, el I.I. de alto rendimiento tiene una eficiencia de detección cuántica (DQE) del 85%. Según los datos, la resolución más alta es de 6,8 LP/mm.
3. Para adaptarse a un rango de dosis de rayos X más amplio (es decir, el rango de luz de entrada), el sistema óptico requiere el uso de lentes de gran diámetro con apertura ajustable automáticamente, y algunas lentes también. contienen filtros de densidad eléctricamente neutra para evitar la ingestión de luz brillante.
4. Las cámaras de TV requieren que el tubo de la cámara tenga las características de alta sensibilidad, alta resolución y baja imagen residual, y el canal de video debe tener varios circuitos de compensación para garantizar la salida de una alta relación señal-ruido. Relación de señal y señales de vídeo de alta fidelidad. La exposición a los rayos X y la adquisición de imágenes deben realizarse simultáneamente. Sin embargo, debido a las características de histéresis del tubo de la cámara de vacío, en el modo de imagen de pulso y en el modo de escaneo entrelazado, la amplitud de la señal de la imagen de cada campo es diferente. El muestreo solo se puede realizar después de que la amplitud de la señal sea estable, aumentando así el pulso de exposición. ancho y desperdiciando la dosis. Esta situación se puede mejorar utilizando cámaras CCD y sistemas de escaneo progresivo. A medida que mejore la calidad de los productos CCD, reemplazarán aún más los tubos de las cámaras de vacío. La cámara CCD de alto rendimiento adopta un sistema de alta definición con una resolución de 1249/1023 líneas (50 ~ 60 Hz), una relación señal-ruido superior a 2500 y una banda de frecuencia superior a 10,5 MHz.
5. El monitor debe estar equipado con un monitor de pantalla grande de alta definición, como un tipo de escaneo progresivo con más de 1024 líneas y más de 1275 px. En la actualidad, las pantallas en las salas de comparación suelen adoptar la forma de pantalla múltiple, segmento múltiple o imagen en imagen para facilitar la comparación en cualquier momento. Las pantallas de alto rendimiento utilizan sensores de brillo ambiental para ajustar automáticamente el brillo; los tubos de imagen de pantalla plana sin parpadeos logran una visualización de imágenes sin parpadeos cuando la frecuencia de campo es superior a 100 Hz.
6. Control automático del brillo de la imagen de rayos X en DSA Debido a los grandes cambios en la densidad del tejido de los sujetos, es necesario garantizar que se pueda obtener suficiente información de diagnóstico en diversos sujetos y condiciones fotográficas. imágenes para eliminar el desenfoque y los halos. DSA es una señal de imagen analógica formada por el sistema de imágenes I.I-TV.
I.I tiene un amplio rango dinámico de aproximadamente 10 y puede generar imágenes con buen contraste bajo diferentes dosis de exposición. ¿Pero el rango de iluminación de la superficie objetivo del tubo de la cámara de TV es 10? Cuando ~ ~10x, la corriente de salida cambia entre el valor de corriente oscura y el valor de corriente de saturación, y el rango dinámico está dentro de unos pocos cientos. El rango de dosis de exposición a rayos X de algunas partes del examen (como el tórax y el abdomen) es de 10 ~ 10, lo que está más allá del rango en el que la cámara puede copiar con precisión la señal. Por lo tanto, se necesita una serie de medidas de control automático para garantizar que la cantidad de luz de entrada del tubo de la cámara cambie dentro de su rango dinámico.
"Existen tres tipos principales de medidas de autocontrol: ①Controlar la luz de salida de i.i.. Controlar la dosis de exposición de Ajustar los valores de kV y mA del tubo de rayos X para controlar automáticamente el brillo de la imagen de rayos X.
② Controla la luz de salida del sistema óptico. La apertura de la lente se controla automáticamente mediante el filtro óptico controlado por computadora, la lente de apertura F1.4 se puede ajustar automáticamente. la cantidad de luz es 6,6 × 10, lo que garantiza que la iluminación de entrada del tubo de la cámara esté siempre dentro del rango normal.
③El filtro de compensación también puede reducir el rango dinámico de la información de rayos X para alinear. coincide con el rango dinámico de los componentes del equipo. Los filtros de compensación colocan material atenuante adicional entre el tubo de rayos X y el paciente y seleccionan áreas de atenuación específicas en el campo de visión para proporcionar una distribución de dosis más uniforme. 7. Gestión de la dosis de rayos X La tarea del sistema de gestión de dosis es minimizar la dosis de radiación de rayos X al paciente garantizando al mismo tiempo la calidad de la imagen.
(1) Tecnología de control de puerta: añade un potencial negativo a. la puerta durante el intervalo entre cada exposición de pulso para compensar el inicio y el brillo posterior del pulso de exposición, eliminando así los rayos suaves, mejorando la calidad de los rayos efectivos y acortando el ancho del pulso.
(2) Filtrado espectral tecnología: Coloque una placa de filtro de aluminio en la ventana del tubo de rayos X o I.I para eliminar los rayos suaves, reducir la radiación secundaria y optimizar el espectro de rayos X. La forma de la partición del colimador es cuadrada, circular y paralela a los filtros. y los filtros de compensación DSA ubicados en la ventana del tubo de rayos X también tienen varias formas, como filtros poligonales para la cabeza, filtros rectangulares para el cuello y las extremidades, filtros de doble arco para el corazón y los pulmones, etc. Placas filtrantes ideales para la imagen. La densidad dentro de la pantalla se puede hacer esencialmente consistente, evitando así artefactos de saturación. Si no hay una placa de filtro en el examen DSA de los pulmones, la diferencia de densidad entre los pulmones y el corazón será demasiado grande cuando la dosis de rayos X sea adecuada. Para el corazón, se penetran los vasos sanguíneos pequeños y, cuando la dosis es adecuada para los pulmones, no se pueden identificar las estructuras del corazón. Varias placas de filtro y separadores se pueden controlar de forma automática o manual, y el ajuste es muy conveniente. Cabe señalar que la placa del filtro no debe ser demasiado gruesa, de lo contrario aumentará significativamente la carga en el tubo de rayos X, endurecerá el haz de rayos X y reducirá la relación señal-ruido.
La rejilla colocada delante del I.i. también se utiliza para eliminar los rayos dispersos cuando los rayos X atraviesan el cuerpo humano. Hay disposiciones paralelas, convergentes, cónicas y cruzadas. Después de utilizar esta tecnología, la radiación de rayos X. la dosis se puede reducir en aproximadamente un 20 %.
(3) Tecnología de fluoroscopia de pulso: se realiza sobre la base de la digitalización de imágenes de fluoroscopia, por lo que la imagen de fluoroscopia de pulso se puede mejorar, suavizar y eliminar. mejorar su claridad Hay 25 fotogramas/segundo, 12,5 fotogramas/segundo, 6 fotogramas/segundo, etc. Cuanto menor es la frecuencia, más estrecho es el ancho del pulso y menor es la dosis de radiación. , la fluoroscopia de imagen en movimiento saltará y se arrastrará como una animación; cuando el ancho del pulso es demasiado estrecho, la calidad de la imagen de fluorescencia disminuye. Con esta tecnología, se estima que la dosis de radiación se reduce en aproximadamente un 40% en comparación con la fluoroscopia convencional. /p>
(4) Tecnología de congelación de imágenes: almacenar y mostrar temporalmente el último fotograma de cada perspectiva en el monitor se denomina congelación de imágenes (LIH). Hacer pleno uso de la tecnología LIH puede reducir la fluoroscopia innecesaria, acortar significativamente el tiempo total de fluoroscopia y lograr el propósito de reducir la dosis de radiación. En los estados LIH, las placas y particiones filtrantes DSA también son ajustables.
Además, cuenta con tecnología de visualización automática de la dosis de radiación, función de ajuste de dosis de fluoroscopia junto a la cama, colgador de pantalla de protección de plomo, etc.
(2) Sistema mecánico
Incluye principalmente el marco y la mesa de examen, que requiere un amplio rango de movimiento, velocidad rápida y movimiento completo.
1. Los armazones y armazones de cama incluyen brazos iguales en forma de C, en forma de U, dobles en forma de C, brazos en forma de L+C, etc. Hay dos métodos de instalación: sentado en el suelo o colgado, lo que puede garantizar que la película se pueda tomar desde múltiples direcciones; puede seleccionar y observar los ángulos de proyección en varias direcciones para reducir los puntos ciegos y tratar de no obstaculizar la operación del cirujano; Juzgar el rendimiento del bastidor depende principalmente de la rotación y el movimiento longitudinal del brazo en L, el ángulo de rotación del brazo en C que se inclina hacia la izquierda y hacia la derecha, el rango de movimiento axial de la cabeza y los pies, la velocidad y la estabilidad del movimiento. y el movimiento hacia arriba y hacia abajo del intensificador de imágenes. Se requiere que el dispositivo muestre automáticamente la posición y el ángulo del brazo. La cama de hospital tiene una amplia gama de movimientos longitudinales y laterales y puede girarse hacia la izquierda y hacia la derecha.
Las máquinas de angiografía modernas utilizan principalmente un sistema de tres ejes de brazo en C doble o simple (tres motores impulsan el eje giratorio para garantizar que el brazo en C se mueva concéntricamente alrededor del paciente, con un funcionamiento flexible y un posicionamiento preciso). o un sistema de tres ejes con brazo L+C. Los productos de doble arco en C reducen la cantidad de inyecciones de medicamentos y exposiciones a rayos X y aumentan el ángulo de movimiento. El movimiento de la mesa de exploración es de 180 grados en ambas direcciones, lo que aumenta el espacio de movimiento y facilita el posicionamiento y rescate del paciente. El sistema de tres ejes es la base para la angiografía rotacional y el posicionamiento angular óptimo de los vasos sanguíneos asistido por ordenador.
Los aparatos de angiografía modernos también están equipados con dispositivos automáticos de protección de seguridad.
La computadora puede advertir y controlar automáticamente la velocidad de movimiento del brazo en C y del I-I según la posición del marco y la cama, y usar sensores para detectar la distancia de los objetos circundantes para reducir la velocidad o detenerse automáticamente (por ejemplo, se detendrá). cuando está a 250 px del objeto).
2. Tecnología de memoria de postura Un dispositivo de memoria de postura de proyección especialmente diseñado para cirujanos, que puede almacenar hasta 65.438+000 posturas. Se pueden preestablecer o almacenar varias posturas en cualquier momento mientras se toman fotografías, de modo que las imágenes se puedan programar y se pueda acelerar la velocidad de la imagen.
3. Tecnología de reproducción y seguimiento automático Cuando el arco en C se gira al ángulo requerido para la observación fluoroscópica, el sistema puede buscar y reproducir automáticamente imágenes existentes en ese ángulo para que los médicos las consulten durante el diagnóstico o tratamiento intervencionista; también puede El arco en C se puede girar automáticamente a esta posición según la imagen fluoroscópica. Esta técnica es particularmente beneficiosa para la angiografía del corazón y los vasos cerebrales, especialmente para procedimientos de intervención coronaria.
(3) Sistema de almacenamiento y recopilación de datos de imágenes
La estructura general del sistema se muestra en la Figura 5-24. Debido a que DSA requiere una resta en tiempo real de más de 25 cuadros por segundo, una velocidad de procesamiento tan alta debe lograrse con hardware especial. Algunos fabricantes agregan tableros de imágenes a microcomputadoras de uso general para implementar funciones de procesamiento de señales de video, como conversión A/D, resta en tiempo real, etc. La placa consta de un convertidor A/D, una tabla de búsqueda de entradas, un operador de alta velocidad, una memoria de cuadro, una tabla de búsqueda de salidas y un convertidor D/A.
La frecuencia del reloj de muestreo se determina en función del tamaño de la matriz de adquisición. Para una matriz de 512 × 512, la frecuencia de muestreo debe ser superior a 10 MHz. Para la matriz de 768×572 y la matriz de 1024×1024, las frecuencias de muestreo son 15MHz y 20MHz respectivamente. Según los requisitos de escala de grises de la imagen digital, es decir, el número de bits, se selecciona el nivel de cuantificación del convertidor A/D, que generalmente es de 8 o 10 bits. Generalmente, la capacidad de la memoria de cuadros debería ser capaz de almacenar 16 cuadros de imágenes digitales. Cuando cada píxel tiene 8 bits (es decir, 1 byte), la capacidad de almacenamiento de cuadros es de 4 MB o 16 MB. Para la angiografía de órganos dinámicos como el corazón y las arterias coronarias, las imágenes deben recopilarse continuamente durante 5 o 10 segundos a una velocidad de 25 fotogramas por segundo, lo que requiere una memoria de imágenes más grande (memoria de masa). Algunos dispositivos utilizan almacenamiento masivo de cuadros de alta velocidad de 64 MB, que puede almacenar 250 cuadros de imágenes de 512 x 512 x 8 bits. Si la capacidad de almacenamiento de cuadros en tiempo real es pequeña, el corazón y las arterias coronarias sólo pueden obtenerse imágenes mediante cine. Generalmente, una captura de imagen no excede los 10 segundos. Durante el intervalo entre dos capturas de imágenes, las imágenes almacenadas en el marco se pueden transferir a un CD o disco duro. Por lo tanto, si la capacidad de almacenamiento de fotogramas supera los 64 MB, se puede reemplazar la película.
La memoria de imágenes en tiempo real de gran capacidad generalmente utiliza memoria dinámica. Debido a que la velocidad máxima de acceso en tiempo real debe alcanzar los 50 cuadros por segundo de imágenes de 512 × 512 × 8 bits, deben transmitirse a través del bus de video. También debe haber una interfaz de bus de computadora para controlar la lectura y escritura para realizar la transmisión de imágenes entre ellas. memoria de cuadro y el disco duro.
4) Sistema informático
En el sistema DSA, la computadora se utiliza principalmente para el control del sistema y el posprocesamiento de imágenes.
1. El proceso de control del sistema se muestra en la Figura 5-30, con la computadora como cuerpo principal controlando todo el equipo. Según el proceso de control, las señales que deben conectarse son las siguientes:
1) Señal del interruptor de inicio: apague el interruptor de inicio 1 para que la máquina de rayos X acepte el control de la computadora y la computadora envía una señal de preparación de exposición a la máquina de rayos X; envía una señal de control de apertura para reducir la apertura de la apertura; Apague el interruptor de inicio 2 para iniciar el proceso de obtención de imágenes. La computadora inicia la jeringa de alta presión y envía una señal de exposición a la máquina de rayos X.
(2) Señal de contacto: una vez que la máquina de rayos X está lista, envía una señal de listo a la computadora, indicando que se puede realizar la exposición al pulso. Después de que comienza la exposición, la señal de inicio de muestreo se envía al circuito de conversión A/D; una vez completada la conversión, se notifica a la computadora que lea la señal digital, realice la exposición al pulso nuevamente y recopile el siguiente cuadro de imagen.
2. Postprocesamiento de imágenes Este artículo explica principalmente el procesamiento de transformación logarítmica, el procesamiento de corrección de artefactos de movimiento, el procesamiento de filtrado temporal para mejorar la relación señal-ruido de la imagen y las funciones de análisis automático de parámetros.
(1) Procesamiento de transformación logarítmica: debido a cambios en el fondo, el contraste de las imágenes de sustracción de vasos de contraste obtenidas en diferentes momentos será diferente. Esta diferencia se puede eliminar mediante transformación logarítmica antes de la resta. Por ejemplo, hay vasos sanguíneos del mismo diámetro en dos puntos A y B con diferente espesor. Si la resta se realiza sin transformación logarítmica, las imágenes de resta de vasos sanguíneos obtenidas con diferentes fondos y tiempos tendrán diferentes contrastes. Si la resta se realiza después de una transformación logarítmica, se mostrará con el mismo contraste independientemente del fondo vascular.
(2) Corrección de artefactos de movimiento: un buen registro de la imagen de la máscara y la imagen creada es un requisito previo para garantizar la calidad de la inspección DSA. Las causas del mal registro de las imágenes son los movimientos corporales del paciente, el movimiento de los gases intestinales y los latidos del corazón. El reemplazo de la máscara corrige los artefactos causados por el movimiento del cuerpo y el gas intestinal, el desplazamiento de píxeles corrige el movimiento del cuerpo y la sustracción cardíaca, y corrige la pulsatilidad. Estos tres métodos se presentan a continuación.
1) Método de reemplazo de máscara (re-enmascaramiento): Es el método de registro de imágenes más importante en DSA. El principio es que se genera una secuencia de pulsos de exposición cuando el agente de contraste fluye a través del vaso sanguíneo que se va a examinar. Supongamos que la primera exposición es la exposición de la imagen de máscara establecida y luego se realiza la exposición de la imagen. Si el paciente se mueve después de tomar la primera imagen y luego se toman una serie de imágenes, la imagen de resta se volverá borrosa debido al artefacto del movimiento.
En este caso, la imagen del segundo fotograma se puede seleccionar como imagen de máscara para restar imágenes posteriores y garantizar un buen registro entre los pares restados. Debido a que no se utiliza la mascarilla original, se denomina reemplazo de mascarilla.
Al cambiar de máscara, el operador debe observar atentamente la serie de imágenes de comparación y determinar el par de resta ideal mediante prueba y error. Normalmente, la imagen inmediatamente antes de la llegada del agente de contraste se empareja con la imagen del pico del agente de contraste.
2) Pixel shifting: Es una tecnología que elimina artefactos de movimiento a través de programas informáticos. Si el cuerpo humano se mueve entre las dos imágenes, la resta de las dos imágenes producirá artefactos de registro deficientes. Para mejorar el registro de los pares restados, algunos o todos los píxeles de la máscara se pueden mover una cierta distancia en la dirección opuesta para que los píxeles correspondientes puedan registrarse mejor. Dado que el movimiento del paciente ocurre en un espacio tridimensional, mientras que el movimiento de píxeles ocurre solo en imágenes bidimensionales, el desplazamiento de píxeles tiene una capacidad limitada para mejorar los artefactos.
3) Método de sustracción cardíaca: cuando DSA examina el corazón, se producen artefactos de pulsación debido a la falta de coincidencia entre la fase cardíaca de la imagen de la máscara y la imagen de la imagen, por lo que se requiere un método de adquisición sincronizada de ECG. Sin embargo, este método tiene una velocidad de adquisición baja y solo puede recopilar 1 o 2 fotogramas por ciclo cardíaco, lo que no es adecuado para el examen cardíaco, y se debe complementar el número de fotogramas de imagen en el ciclo cardíaco (cuando la velocidad de adquisición es de 30 fotogramas). por segundo, el promedio es de 30 a 32 fotogramas). Recopile la imagen de máscara de un ciclo cardíaco y recopile la señal de ECG al mismo tiempo. Usando la onda R como punto de partida, compare la relación entre cada cuadro de imagen y la fase cardíaca, y encuentre un cuadro en la misma fase que el. Onda R como imagen de máscara del primer fotograma y crea imágenes de los siguientes ciclos cardíacos. Después del examen, para corregir los artefactos de pulsación, se pueden extraer la imagen de máscara y la imagen de imagen con fases cardíacas consistentes para una sustracción secuencial, lo que se denomina sustracción cardíaca.
(3) Filtrado temporal: la secuencia de imágenes utilizada para la sustracción se toma durante el período en que el agente de contraste pasa a través del vaso sanguíneo de interés, y cada cuadro de imagen cambia con el tiempo. El propósito de la resta es extraer imágenes de vasos sanguíneos relacionadas con el tiempo a partir de imágenes de toda la estructura anatómica, es decir, filtrarlas. Por tanto, el proceso de resta puede considerarse como un proceso de filtrado, denominado filtrado temporal. El filtrado temporal más simple es la resta de máscara, que resta dos fotogramas de imágenes. Además, existen máscara integral, filtrado coincidente, filtrado recursivo y resta utilizando más de dos fotogramas de imágenes para reducir el ruido y mejorar la relación señal-ruido.
(4) Procesamiento de imágenes por resta: en el sistema DSA, se utilizan básicamente algunos métodos de procesamiento de imágenes de uso común, como inversión de blanco y negro, filtrado de imágenes, traducción y rotación, mejora y detección de bordes, ventana dinámica. ajuste de nivel y ancho de ventana, ecualización de histograma, filtrado de imágenes, etc. A continuación se presentan brevemente varios métodos de análisis de procesamiento y medición.
1) Interpolación y amplificación local: Seleccione un área local de toda la imagen almacenada para ampliar. Se puede seleccionar el aumento, pero no tiene sentido más allá de 4x. Debido a que la distribución de píxeles de la imagen ampliada se vuelve más fina, se pueden utilizar métodos de interpolación para complementar los píxeles. El método de interpolación más simple es tomar el valor promedio de los datos del punto de muestreo adyacente como valor de interpolación. Por ejemplo, los datos de dos puntos de muestreo adyacentes son A y B, y el valor de interpolación es C = (A+B)/2. Esto se ve muy claro, pero no aumenta la cantidad de información, por lo que no mejora la resolución. Lo anterior también se denomina zoom de reproducción, que amplía y muestra la imagen capturada.
Si la amplificación local de la imagen se consigue cambiando el tamaño del área de muestreo, se trata de una verdadera amplificación local. Por ejemplo, cuando se reduce el campo de entrada del intensificador de imágenes y la frecuencia de muestreo permanece sin cambios, el número de píxeles por unidad de área aumenta y se mejora la resolución espacial, lo que se denomina amplificación de adquisición.
2) Punto de referencia: la tecnología Landmark proporciona principalmente un punto de referencia anatómico para que las imágenes de resta DSA localicen con precisión lesiones o vasos sanguíneos. Dado que la imagen de resta solo muestra la imagen del vaso sanguíneo que contiene el agente de contraste y la posición anatómica no es obvia, se utiliza un marco de resta DSA con brillo mejorado para superponer la máscara original para que se muestren el vaso sanguíneo y la estructura de referencia. Al mismo tiempo, como imagen de referencia, sirven como marcadores huesos o estructuras como, por ejemplo, tejidos blandos.
(5) Función de análisis automático: después de la ventriculografía y la angiografía, la computadora utiliza un software de análisis para extraer información funcional relacionada con el diagnóstico cuantitativo en tiempo real y la agrega a la imagen morfológica. A continuación se describen varias funciones de análisis.
1) Función de cálculo y análisis del volumen del ventrículo izquierdo: utiliza la imagen telediastólica y la imagen telesistólica del ventrículo izquierdo obtenidas de las imágenes DSA para calcular el volumen del ventrículo izquierdo en función de este resultado, la fracción de eyección; y se puede calcular el movimiento de la pared ventricular, el gasto cardíaco, el peso del corazón y la reserva de flujo sanguíneo del miocardio y otros parámetros funcionales.
2) Software de análisis de arterias o vasos sanguíneos coronarios: Es una computadora que utiliza métodos geométricos y de densidad para medir el diámetro de los vasos sanguíneos, el coeficiente máximo de estenosis, el área de estenosis o placa, el rango de lesión y el estado del flujo sanguíneo.
3) Imagen funcional: Es una imagen formada mediante el uso de un densímetro de video para dibujar una curva de densidad de video en el tiempo para una serie de imágenes capturadas, y luego en base a los parámetros obtenidos de la curva. Este tipo de imagen refleja información funcional, que es diferente de las imágenes tradicionales que reflejan información de categorías morfológicas. De esta curva, podemos extraer parámetros relacionados con el tiempo del flujo de agente de contraste en los vasos sanguíneos, parámetros de volumen o profundidad (grosor) de los vasos sanguíneos locales y parámetros de perfusión sanguínea parenquimatosa de órganos locales. Estos parámetros son indispensables para el diagnóstico y tratamiento de enfermedades cardiovasculares y permiten la detección temprana de lesiones.
(Nueva tecnología para el procesamiento de DSA
DSA no solo proporciona servicios de diagnóstico, sino que también proporciona medios avanzados para el tratamiento de enfermedades.
DSA es un método común para el tratamiento intervencionista y el método de dibujar un mapa de ruta puede guiar al operador para operar de manera rápida y correcta. El método de adquisición de imágenes de pulso de activación de ECG es único y las imágenes de partes móviles son claras; el método de adquisición de retención de picos puede mejorar la relación señal-ruido de las imágenes de sustracción para imágenes DSA de partes móviles, tecnología DSA dinámica (es decir, Tubo de rayos X, mesa de examen y detección El movimiento regular del dispositivo durante el proceso de adquisición de imágenes puede reducir en gran medida los artefactos, como la sustracción de cine, la angiografía por rotación, la angiografía con seguimiento del agente de contraste, la angiografía por pasos y el posicionamiento automático del ángulo óptimo.
1. La tecnología Roadmap se desarrolló para facilitar la intubación y el tratamiento intervencionista en sitios complejos. El método específico consiste en inyectar primero un poco de agente de contraste, luego tomar fotografías y realizar una resta dinámica en tiempo real entre la primera imagen fluoroscópica y las siguientes imágenes fluoroscópicas, de modo que la sombra de los vasos sanguíneos se superponga con el proceso de intubación y se muestre en el mismo tiempo. Esto muestra claramente la dirección del catéter y la ubicación específica de la punta para que el operador pueda insertar suavemente el catéter en su destino. Este método se divide en tres etapas: ① La fluoroscopia digital activa forma una imagen de máscara auxiliar ② Cuando el agente de contraste intravascular está más lleno y el contraste es más alto, la imagen de relleno se usa para reemplazar la máscara auxiliar; Se vacía el agente de contraste y la imagen fluoroscópica se sustrae de la máscara de imagen llena para mostrar el vaso con el máximo contraste, lo que permite maniobrar con precisión el catéter a lo largo de la trayectoria.
En resumen, la tecnología de hoja de ruta utiliza la imagen natural en perspectiva como máscara auxiliar, luego usa la imagen de relleno para reemplazar la máscara auxiliar como la máscara real y la resta de la imagen en perspectiva sin agente de contraste para obtener La imagen de los vasos sanguíneos que contiene sólo agente de contraste se puede utilizar como mapa de ruta para la intubación y se puede observar claramente el movimiento dinámico del catéter intravascular, lo cual es muy útil para el contraste y la seguridad del tratamiento intervencionista.
2. La resta de cine digital utiliza pulsos cortos y rápidos digitales para la adquisición de imágenes. Las imágenes en tiempo real son de 25 a 50 fotogramas por segundo, generalmente unidireccionales pueden alcanzar 50 fotogramas por segundo, bidireccionales pueden alcanzar 25 fotogramas por segundo y la imagen se puede grabar en una película. Este método de adquisición se utiliza para partes móviles como el corazón y las arterias coronarias, lo que hace que el artefacto de movimiento después de la resta sea casi nulo. Este método suele complementarse con la activación del ECG.
3. Cuando el sistema DSA de angiografía rotatoria comienza a recolectar imágenes, el stent con arco en C gira alrededor del paciente y recolecta los parámetros de un vaso sanguíneo y sus ramas a 180°. El cuerpo humano permanece estacionario mientras el tubo de rayos X y el intensificador se mueven simultáneamente para obtener una imagen tridimensional. Esta tecnología aumenta significativamente el ángulo de observación y obtiene más información de diagnóstico, y es especialmente adecuada para angiografía de vasos sanguíneos cerebrales, cámaras cardíacas y arterias coronarias.
4. La angiografía por pasos utiliza una exposición rápida al pulso para recopilar imágenes. Durante el proceso de exposición, el tubo de rayos X y el intensificador permanecen estacionarios, y el lecho del catéter avanza automáticamente de manera uniforme con el cuerpo humano para obtener una imagen de sustracción general de los vasos sanguíneos, que se utiliza principalmente para el examen arterial y el tratamiento intervencionista de las extremidades. .
5. Tecnología de seguimiento remoto de imágenes de contraste: después de inyectar el agente de contraste, controle o programe manualmente la velocidad de movimiento de la cama durante la obtención de imágenes para rastrear las imágenes del agente de contraste. Es especialmente adecuado para arterias periféricas y arterias que. requieren múltiples campos de visión y múltiples inyecciones.
6. Sistema de posicionamiento de ángulo automático El posicionamiento de ángulo automático significa que la computadora analiza y determina el mejor ángulo de visualización de la lesión en función de la visualización de los vasos sanguíneos enfermos oblicuos izquierdo y derecho, y el arco en C se mueve automáticamente. a esta posición para la angiografía. Siempre que el operador proporcione dos ángulos a los vasos sanguíneos generales (con una separación de al menos 30°) y luego presione la tecla de función (etiquetada como COMPAS), la computadora encontrará automáticamente el mejor ángulo de proyección y mostrará la imagen de los vasos sanguíneos hasta obtener la mejor imagen. obtenido. Esta característica es particularmente útil para angiografía coronaria y angiografía cerebral.
7. La tecnología de muestreo de retención de picos establece la unidad de brillo máximo y la unidad de brillo mínimo en la memoria del cuadro, e inicializa estas dos unidades a los valores más oscuros y más brillantes respectivamente antes de comenzar el muestreo. Durante el proceso de muestreo, solo cuando la imagen actual se vuelve más brillante, el valor actual se escribe en la unidad de valor máximo, de manera similar, solo cuando la imagen actual es oscura, el valor actual se escribe en la unidad de valor mínimo y se realiza el proceso anterior; repetir hasta el final del muestreo. La unidad más grande siempre memoriza los datos de la imagen de máscara, mientras que el proceso de memoria de la unidad más pequeña es desde la imagen de máscara a la imagen parcialmente llena y luego a la imagen completamente llena. Al restar las unidades de almacenamiento de cuadros máxima y mínima, se obtiene una serie de imágenes restadas desde parcialmente llenas hasta completamente llenas. Este proceso es un muestreo de retención de picos. La ventaja es que puede mejorar la calidad de las imágenes de resta u obtener los efectos de imagen de los métodos de adquisición DSA ordinarios con una dosis de irradiación más pequeña.
8. Angiografía biplano La angiografía por rayos X en una dirección puede afectar la observación debido a la superposición de vasos sanguíneos. El sistema DSA de la máquina de rayos X de doble arco en C puede realizar el control sincrónico de dos DSA idénticos a través de software y obtener imágenes en tiempo real en dos direcciones a una velocidad de 25 fotogramas por segundo. Es posible que los vasos sanguíneos en una dirección no se superpongan y los médicos pueden confiar en su experiencia clínica para obtener información tridimensional implícita a partir de imágenes en dos direcciones diferentes. Por ejemplo, si se muestran dos imágenes con diferentes direcciones en dos monitores, la imagen con un verdadero efecto tridimensional se puede ver a través de gafas especiales. Siempre que se conozcan las coordenadas espaciales de la fuente de rayos X en dos direcciones, la posición espacial tridimensional de la lesión se puede calcular con precisión utilizando un software de sondeo. Este método de realización de angiografía biplano mediante conexión de software puede evitar múltiples inyecciones de medios de contraste y proyecciones multidireccionales, acortando así el tiempo de examen y reduciendo el consumo de medios de contraste.
En resumen, con el desarrollo continuo de la tecnología DSA y la mejora continua del rendimiento del equipo y los métodos de obtención de imágenes, se han mejorado las deficiencias de DSA.
Por ejemplo, el posprocesamiento de imágenes mejora la relación señal-ruido; las piezas grandes requieren exposiciones múltiples debido a su pequeño campo de visión, lo que se puede resolver aumentando el campo de visión de entrada de I.I., utilizando tecnología de seguimiento de contraste por control remoto. exposición escalonada, etc., mejorando el generador de alto voltaje y la exposición rápida mediante pulsos ultracortos, lo que mejora la imagen de las piezas móviles y los artefactos en movimiento. La dosis de radiación de rayos X se puede reducir casi a la mitad mediante fluoroscopia de pulso digital.