DSA体模遥控装置研究

康晓斌， 杨 波， 鄢 铃

（1.青海红十字医院，青海 西宁 810000；2.中国测试技术研究院，四川 成都 610021）

0 引 言

数字减影血管造影（DSA）系统（以下简称DSA系统）可除去骨骼和血管周围软组织影像,突出所要诊断的血管影像，是介入手术的关键设备，广泛用于心脑血管造影、肿瘤治疗及外周血管疾病治疗诸多领域。DSA系统是基于X射线与数字化技术相结合，并经计算机图像处理来显示血管图像，具有其他影像检查所不能替代的作用。其影像探测器大都采用影像增强器或平板探测器，影像采集速率一般在3.5～30帧/s，还具有图像后处理和三维重建功能。由于DSA系统的临床应用技术复杂，可变因素较多，如所用造影剂浓度、剂量、采集速率、注射压力和延迟时间都因人而异。例如，要减少受照剂量，应根据实际手术情况合理使用采集速率。另外，合理应用DSA系统后处理功能及边缘增强技术，选择合适的窗宽窗位也是用好DSA系统的关键。以上这些，都是以DSA系统工作正常为前提。为了保证系统工作正常，使用DSA性能检测体模（以下简称DSA体模），对其进行周期检定检测，是非常重要的工作之一。同时无减影功能的心脏血管造影系统和数字化胃肠机除了结构和个别功能不同外,其余技术指标与DSA系统相近，也可采用DSA体模进行质量控制。

在DSA系统的检定中，系统的减影性能是很重要的指标。在用DSA体模做减影性能实验时，由空白（只是有机玻璃）影像（蒙片）与模拟血管影像相减，就是模拟只减软组织的血管减影图像；如果由骨骼模块与血管模块相减，则模拟只剩单一的血管减影图像。要得到这些减影图像，检测时要求模块在一定的均匀速度下通过X射线束。在使用一些DSA测模体时，模块通过X射线束是在X线曝光和一般防护条件下用手推动的。人工推动，难以控制模拟动脉模块（以下简称血管模块）的运动速度，影响减影效果，且人工近台操作，要受到辐射损伤。为了提高减影图像的质量和避免检定人员受到辐射损伤，设计了模拟血管模块运动的无线遥控装置（以下简称遥控装置），该装置是由同步电机、控制器等组成，如图1所示。减影时只需要在控制室内操作遥控器，模拟动脉血管模块便以均匀速度完成减影。该遥控装置主要优点体现在：（1）由同步电机带动模块均匀运动，减少了由手动操作带来的减影运动伪影和减影不均匀性；（2）避免了检测人员所接受的X线剂量。

目前的状况是一些医学计量部门及其他检测部门的DSA系统的性能检测体模，要求检定人员在X机房内且人工操作，因而不可避免地给检定人员造成一定的辐射损伤，而且人工推动模拟动脉血管模块，速度不准确、不均匀，进而影响对减影性能指标的检定评判。因此，尽管检测部门购进了拟动脉血管模块体摸，还是没有很好地对DSA系统开展正常的检测。

为有效检测DSA系统动态减影的质量和性能，研制设计这套“拟动脉血管模块运动遥控装置”，可以通过无线遥控，以一定的速度和行程，在DSA系统曝光采集图像时，实现实时动态减影。并对所采集的减影图像进行检测，以判断检测结果是否满足检定规程要求。

1 遥控装置的研制设计

1.1 装置组成

由有机玻璃架、架子挂板、同步电机、驱动电路、4根血管模块传动辊和遥控板组成（见图1）。这些组件都不在X射线的主射束上，而且远离照射野之外，不会对减影影像造成影响。

图1 遥控装置的构成

1.2 主传动辊

传动辊中有一根与同步电机直接连接，称为主传动辊。电机带动其转动，从而带动压在辊上的血管模块运动。设计时，主传动辊与血管模块之间要有足够的摩擦力，才能带动血管模块运动，并保持运动速度均匀。其他3根辊起支撑作用。

1.3 架子挂板

是将遥控装置挂在体摸上，以便与之配合，由传动辊带动血管模块在插座模块的插槽中运动。架子挂板通过螺钉与有机玻璃架子连接。该挂板可有2～3种不同的尺寸，以适应不同尺寸DSA体模。

1.4 同步减速电机

直接由AC220V驱动。选择该电机一是减速适宜，二是转速精确，再是耐用可靠，采购容易。

1.5 血管模块运动速度设计

电机轴的减速转速n r/s，主传动周长为l mm，转速乘以传动辊周长就是血管模块在插槽中的运动速度V mm/s。即V=n×l。该装置的血管模块运动速度为30mm/s。

1.6 遥控板

可控制减速电机正传、反转和停止。为无线遥控，可隔着厚实的防护墙控制电机。因此，不会对检定人员造成辐射损伤。

2 遥控装置的使用

2.1 DSA系统的设置

在DSA系统X射线辐射源的性能检定中，首先应正确设置被检测设备的应用参数。通常选择70 kV，mAs自动曝光或完全自动曝光方式（即70kV和mAs完全由DSA系统自动设置，不需人工调整），实时减影采集或后处理减影。后者的采集模式为：曝光采集的图像为实时的含背景（如骨骼）的血管图像，曝光采集结束后，通过图像系统在已采集的图像序列中选择蒙片，再选择减影。由此得到的是与蒙片相减后的单纯血管图像（背景如骨骼已减去）。曝光速率：对通用型DSA系统，一般选择3～6帧/s（视X线管热容量大小确定）；对于无减影功能的心血管专用机，以12.5帧/s或25帧/s电影曝光采集。

2.2 DSA体摸的放置

将体摸放置在影像中心，选择的探测器输入视野（FOV），通过调整导管床或影像增强器距离（体摸表面与影像增强器或平板探测器输入面垂直距离为30 cm）及缩光器光野大小，使血管摸块的影像位于监视器中心且影像尺寸适宜。以上过程一般是在导管床旁实时透视下完成的。因此，应尽量以目测定位或短时间X射线辐射操作为宜。

图2 遥控装置的安装使用

2.3 遥控装置的安装

以Model-76-710型DSA体模为例，通过两个架子挂板挂于体模之上，无须用螺钉链接和固定。再将血管模块有血管的一端人工插入插件插座的插槽门口，同时操作遥控器，使血管模块的空白端位于插槽之中，处于待测状态。在实际影像减影采集时，需要注意的是：（1）血管摸块有空白的一端先通过X线束，DSA系统先完成蒙片（mask）采集，否则，不能实时采集检定所需要的DSA减影图像。对于心血管专用机，无需减影只要采集实时动态血管图像即可。（2）由于采集的序列较多，因此，检定人员应选择合适的血管运动速度，如过慢，则出现采集图像（或曝光次数）太多，易造成X线管阳极热量迅速增加，不利于球管安全使用。相反，如过快，虽减少了曝光次数，但会出现采集图像拖尾现象，影响对检查结果的评判。该装置常设血管模块运动速度为30mm/s。通过更换传动辊，可选择其他的运动速度。此外，DSA系统的曝光速率也应结合图像探测器的种类，采集方式以及合理的血管运动速度。（3）在DSA系统的参数设置中，影像探测器的输入面尺寸（FOV）对鉴定结果的影响是较为显著的，如空间分辨率，在230mm时可能为10 Lp/cm，而在110mm时，可能为25 Lp/cm，因此，在检定中必须指明FOV的值。通常，DSA默认的FOV为其最大值（对一般DSA系统来说，通常有3～4个可变 FOV）。

3 遥控装置设计的特点

（1）遥控装置的制造，不改动原装体摸；运用时，对原装体摸没有损伤；

（2）遥控装置的安装和取放，简单方便；

（3）操作容易；

（4）血管体摸在插槽中运动速度准确均匀；

（5）更换其他尺寸的架子挂板，可适用于别的尺寸的DSA体模；

（6）如果更换其他直径的主传动辊，可改变血管模块在插槽中的运动速度；

（7）隔着防护墙无线遥控，操作人员可完全避免辐射损伤。

4 结束语

该遥控装置在实际检测应用中证明，由于血管模块在插槽中运动速度准确均匀，较大提高了DSA系统的减影图像质量，更利于对DSA系统的减影性能进行评判。又由于采用无线遥控，检测实验中检定人员不需要进入机房，避免了辐射损伤，又便于对DSA系统的检定工作的正常开展。因此，该模拟血管模块运动无线遥控装置具有很好的应用前景。

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