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数字减影血管造影DSA发展趋势

嘉峪检测网        2022-08-30 06:10

相较于其他医学影像设备,数字减影血管造影(Digital Subtraction Angiography, DSA)凭借兼顾诊断和治疗的属性,成为最特殊的那一个。

 

其特点是图像清晰、分辨率高,可实时观察血管病变,定位测量血管狭窄,为诊断及介入治疗提供真实的立体图像,广泛应用于心脏、神经、外周、肿瘤等领域,是公认的血管类疾病成像诊断和治疗金标准。

 

DSA原理

 

作为当前最先进的诊断和辅助治疗设备之一,DSA主要由X 线发生装置、数字成像系统、机械系统、计算机控制系统、图像处理系统以及辅助系统等组成。其原理是在注射造影剂前后分别拍摄同一部位图像,通过减影和增强等图像处理技术,消除骨与软组织等不需要的组织影像,只突出血管部分,这就是为什么DSA被称为“血管机”的原因。

数字减影血管造影DSA发展趋势

▲ DSA减影原理

 

相较于简单通用的DR/DRF, DSA更像一台“变形金刚”,在选择DSA时,“不太在乎”球管和高压发生器规格,更在乎机械形态和平板探测器尺寸,因为这是由实际临床应用决定的。

 

平板探测器决定临床应用

 

非晶硅与CMOS

 

目前DSA领域早已淘汰影像增强器,全部是采用平板探测器。当前业界普遍采用非晶硅动态平板探测器,仅西门子医疗Artis Q.zen和Artis Pheno采用CMOS平板探测器。

 

相比于非晶硅平板,CMOS平板属于从材料学源头降低电子噪声,在低剂量成像下DQE明显高于非晶硅平板,在高剂量成像下DQE与非晶硅大致相当。

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▲ 不同剂量下CMOS和非晶硅DQE对比

 

合适的才是更好的

 

2000年,GE推出了平板DSA:Innova 2000,成为最早的平板DSA,其边长20.5cm×20.5cm, 9寸平板(对角线29cm),由于探测器尺寸较小,被定位为以心脏介入为主的兼容机。

 

2002年,GE推出边长41cm×41cm的Innova 4100, 17寸大平板(对角线57cm),解决了外周血管的介入治疗问题。

 

2004年,GE推出边长31cmx31cm的Innova 3100,13寸平板(对角线44cm),成为“黄金”兼容机。

 

数字减影血管造影DSA发展趋势

▲ 不同尺寸平板适合临床应用(来自岛津医疗)

 

目前,DSA领域依然保持以上三个尺寸的平板:

 

大视野平板,比如边长为30cm×38cm(15寸)、30cm×40cm(15寸)、40cm×40cm(17寸)、40cm×41cm(17寸)均属于大平板,大平板侧重外周兼顾心脏使用,但可能会因为床体和患者的影响,不能近距离靠近导致图像质量下降。

 

小视野平板,9寸平板侧重心脏兼顾外周使用,8寸以下平板基本为心脏专用机,在头部、下肢、腹部、颈部等位置时视野不足。

 

中视野平板,比如边长为26cm×29cm(12寸)、30cm ×30cm(12寸) 均属于中视野平板,解决了介入领域大/小平板专用机的问题,实现了心脏、头部、腹部、下肢介入检查治疗的兼容。

 

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▲ 因平板较大导致心脏介入时“卡脸”

 

与DR平板的越大越好不同,DSA平板并不是越大越好。通常来说,心脏专用机通常选择平板尺寸较小的机型,外周肿瘤专用机通常选择较大尺寸。不过,目前DSA正在由专用型迈向通用型。

 

从临床应用角度,DSA有心脏、神经、外周、肿瘤四大应用领域,但平板外周血管机仍为主流,占据98%市场份额。因此,假如一家医院的介入手术不多,选择中(大)视野平板作为多用途兼用机是比较合适的。

 

机械形态决定临床应用

 

悬吊、落地与双C

 

DSA的机架大都采用是C形臂结构。按照机架类型可以分成悬吊式、落地式、双向式。

 

① 悬吊式

 

目前市场上有两种悬吊式机型,有轨悬吊和无轨悬吊,有轨道悬吊结构类似于悬吊DR产品的机械结构,机架顶端悬挂于天花板,通过导轨进行机型运动。

 

双旋转中心悬吊是近年来新推出的一种类型。相对于常规有轨悬吊来说,双旋转中心悬吊更灵活,带来了更大投照覆盖范围。

 

目前,

东软医疗率先推出7轴无轨悬吊双旋转中心DSA:NeuAngio 30C;

飞利浦也相继推出了8轴悬吊双旋转中心DSA:Azurion 7C20 with FlexArm。

 

② 落地式

 

落地式DSA的C臂固定于地面,通常位于检查床头侧。落地式DSA又细分为L臂机架和六轴偏中心机架,对于头侧麻醉设备及操作空间的占用略有不同。通常灵活度上多轴偏中心机架会优于L臂机架,投照角度弱于L臂机架。

 

一般来说,落地式DSA适合心脏介入等临床应用,悬吊式DSA适合作为通用兼容机。

 

③ 双向式

 

双向式DSA由一套落地臂和一套悬吊臂组成,可同时进行两个平面的成像,优点是保证操作医生最大的活动空间和操作自由度,缺点是安装要求高、设备费用高。

 

双向式DSA多应用于神经介入和先心病介入,其他心脏、外周血管等领域应用相对较少。

 
 
六轴、七轴、八轴、飞龙
 
 
轴,其指的是自由度。以工业机器人为例,如果三轴机器人具有三个自由度,可以沿X、Y、Z轴自由运动,但不能倾斜或者转动。
 
 
DSA的轴与工业机器人不太一样,但逻辑类似,运动轴越多,机架运动越灵活方便。目前市面上有三轴、四轴、六轴、七轴、八轴。以下视频是东软7轴DSA,可感受下7轴是如何运行的。目前业界最高的是8轴DSA:飞利浦Azurion 7C20 with FlexArm。
 
 
 
另外,与上述DSA不同,西门子ARTIS pheno DSA采用的是库卡工业机器人,相对来说灵活度更高。
 
 
数字减影血管造影DSA发展趋势
 
▲ 飞龙 DSA(来自西门子医疗)
 
 
当确定了机架形态和平板尺寸,基本就确定了DSA的大方向。再次强调,临床应用决定了DSA的选型。

 

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来源:医工研习社