模體定量評價三維dsa距離測量

1、運用模體定量評價三維DSA距離測量的準確性,中日友好醫(yī)院 劉瑞宏,三維DSA在分析動脈瘤頸部結構和在復雜的病例中尋找載瘤血管的分支中明顯優(yōu)于常規(guī)DSA。,當用彈簧圈來栓塞動脈瘤時，為了選擇合適大小的彈簧圈，正確測量動脈瘤的大小是非常重要的。,三維DSA可清晰演示血管三維立體結構，已被廣泛應用于臨床實踐。成像矩陣和重建方法等成像參數和后處理方法可能會影響空間距離測量的準確性。,當用支架植入術和球囊擴張術來治療顱內動脈狹窄-閉塞癥時，

2、根據病變血管直徑選擇合適的裝置對于術后的結果更顯尤為重要。,目的：,運用模體來定量評估DSA三維成像系統(tǒng)測量的準確性。,材材料與方法：,PHILIPS Allura Xper FD20血管造影機，30cm×40cm可90度旋轉非晶硅平板探測器，數字化輸出圖像矩陣2k×2.5k，14 bit圖像，影像顯示器矩陣1280×1024，10bit灰階，0.5mmCu濾過板。,材料與方法：,檢測模體：

3、經美國聯(lián)邦食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）認證，用于檢測系統(tǒng)機架穩(wěn)定性、中心對稱性及測量精度。 型號：Toolkit-3DRA。,材料與方法：,插板兩塊，呈長方形；靠近平板探測器側的插板均勻排列著348個直徑1mm的金屬點；靠近X線管側的插板距中心9cm處成圓形均勻排列著48個直徑2mm的金屬點。,材料與方法：,三維空間距離測量模體兩個，由丙烯酸樹脂構成立方體，內嵌在不同平面相互垂直的三根直徑3mm，長30mm的金屬圓柱體，及三個直徑4

4、mm的金屬球，模擬載瘤動脈和囊狀動脈瘤。,材料與方法：,動脈狹窄模體由一根不同直徑（4，3，2mm）金屬圓柱體構成，分別有25%和50%程度的狹窄，用于模擬狹窄-閉塞癥 。,材料與方法：,按檢測要求將模體放置在檢查床上，采用Neuro 3D Prop Scan旋轉數據采集模式，旋轉角速度為55°/ｓ，旋轉范圍240°（+120°~–120°），探測時間4.1ｓ，共采集120幀圖像。旋轉采集所獲得

5、的影像數據實時自動傳送到PHILIPS-3DRA三維工作站（圖像后處理采用INTEGRIS 3D-RA工作站）, 使用容積再現(Volume Rendering, VR)的形式獲得三維重建影像。,材料與方法：,使用PHILIPS血管造影機內置檢測軟件及裝置對系統(tǒng)機架穩(wěn)定性、中心對稱性進行檢測。三維空間距離測量模體的長軸和造影系統(tǒng)的旋轉軸呈三種不同的角度（0°平行，45°斜行，90°垂直），動脈狹窄模體呈兩

6、種成像角度（0°平行和45°斜行）。掃描野分別為42，31，22cm。三維工作站重建成像矩陣為1283和2563，重建范圍50%。,材料與方法：,利用平均密度法從三個不同的方向測量圓柱體長度和球體的直徑，取平均值。測量動脈狹窄模體每個節(jié)段圓柱體的直徑，在每一個節(jié)段上選三個點，最后取平均值。狹窄的部位狹窄率的算法為：,結果：,經計算機自動處理本系統(tǒng)機架穩(wěn)定性、中心對稱性均顯示較好，圖像融合48點（不小于40點）

7、，位置定位348點（不小于300點），可以滿足測量精度的需要 。,,,結果：,在不同掃描野、不同模體方向及不同重建矩陣條件下，測得的圓柱體的長度，球體直徑，狹窄直徑及狹窄率。,結果： 表1：不同成像參數圓柱體長度實測值（mm）,,結果： 表2：不同成像參數球體直徑實測值（mm）,,結果：表3：不同成像參數狹窄直徑實測值（mm）和實測狹窄率（%）,,討論：,對DSA三維成像系統(tǒng)定期進行穩(wěn)定性檢測與校準是檢測

8、準確性的保證。系統(tǒng)機架穩(wěn)定性、中心對稱性以模體圖像的融合、定位點的位置及形態(tài)為依據。要重建出血管真實的空間三維結構，所得到的造影圖像必須是該投影面血管真實拓撲結構的反應，然而由于造影圖像中失真和畸變的存在，在重建之前對圖像進行畸變校正是必不可少的。由于C-型臂本身機架的不穩(wěn)定而使實際的X線軌道與理想中的不符，因此，反投影通過一個補償的X線軌道得到。,討論：,不同模體方向均能清晰顯示金屬圓柱體、球體影像及模擬狹窄的程度模體方向的改

9、變反映在實際工作中，相當于血管及瘤體方位的改變。,討論：,從表1中可以看出不同的掃描野、不同的模體方向及不同的重建矩陣，對圓柱體長度的測量，最大測量誤差為0.12mm，最小測量誤差0.01 mm。三者因素的變化對圓柱體長度的測量值與圓柱體實際長度非常接近，但都未超過實際長度的30 mm，誤差值均為負值，因誤差值在0.12~0.01 mm之間可視影響不大為，測量的準確性是可靠的。,討論：,通過表2測量數據分析可以看出，直徑為4 mm的球

10、體圖像均為橢圓形，球體直徑測量值均略大于球體的實際直徑值。最大測量誤差0.36mm，最小誤差0.04 mm，誤差值均為正值。從模體方向三組數據對比分析，未發(fā)現規(guī)律性改變，說明對測量值影響不大。,討論：,通過掃描野三組數據分析得出，隨著掃描野的縮小，測得球體的直徑值更接近實際直徑值。重建矩陣加大，球體直徑的實測值亦越接近實際直徑值，誤差最小。隨著掃描野的變小，測量誤差逐漸變小。使用相同掃描野，重建矩陣大，測量精度高。,討論：,通過

11、表3測量數據分析，模體方向對狹窄直徑的準確性影響不大，掃描野和重建矩陣的改變仍是影響測量值的重要因素。測量誤差率小于3%，且具有同向測量偏差一致性。,討論：,使用相同的重建矩陣，隨著掃描野的變小，測量誤差逐漸變小，使用相同掃描野重建矩陣大測量精度高。在重建矩陣為2563，掃描野為22cm條件下獲得的成像數據中，理論上像素大小為0.61mm，更適合清楚的顯示和測量三維結構。,討論：,在直徑測量中，動脈瘤模體的球面成橢圓形，可能有以下幾種

12、原因：1. 在圖像獲取過程中球面和圓柱面的疊加，可能會導致影像信息的缺失。2. 在旋轉過程中，設備的振動可能會影響圖像數據，盡管在這個系統(tǒng)中設備的振動已經被盡量限制，但多少還會有些影響。3. 掃描參數和后處理技術如成像矩陣和重建方法也會對其產生影響。因此不同的掃描參數和后處理技術所產生的影響值得進一步研究。,討論：,選擇合適的成像參數和高分辨力的重建方法，動脈瘤模體球面的測量、動脈狹窄模體狹窄百分率的計算、影像的失真、測量的誤差都

13、是非常有限的。然而，當一個動脈瘤比較小進行栓塞時，0.36mm的測量的誤差也會影響彈簧圈大小的選擇，它可能會引起栓塞不徹底。因此更進一步說，三維血管造影技術的發(fā)展需要足夠的臨床實踐。,討論：,研究的局限性1. 試驗中沒有使用有脈搏搏動的模體來評價三維血管造影的物理特性。雖然結果是從一個無搏動的不流動的模體得出的，但試驗的結果跟流動現象沒關系，而是跟模體的幾何構型有關系。2. 試驗中三維的演示僅用了容積再現的技術。因為容積再現技術可

14、能是三維血管造影中評價顱內動脈瘤的最佳技術，由于造影增強血管的邊緣受周圍軟組織部分容積效應的影響，中心部分亮度高于邊緣部分，使用平均密度法減少三維圖像中似乎存在的某些陰影的感覺。,討論：,3. 動脈瘤和動脈狹窄模體的長軸與旋轉軸僅成兩種角度（0°和45°），如果成90°，可能會由于圓柱體自身的疊加而導致圖像空間信息的缺失，因此沒有考慮90°時的情況。4. 血管不同于一般規(guī)則的幾何體，其空間分布復

15、雜，不同視角中得到的血管結構往往存在較大差異，同時造影圖像中血管分枝存在著交叉和遮擋問題，對應點的識別和匹配難度較大。5. 本文數據只是在一種三維血管成像系統(tǒng)下得到的，也許可以使用其他的系統(tǒng)進行研究來探討空間分辨力和空間距離測量的準確性。,結論：,在掃描野為22cm、重建矩陣2563條件下，三維空間距離測量誤差最大為0.12mm，球體測量誤差大約為0.36mm，狹窄百分率的測量小于3%。當選擇了合適的成像參數和后處理技術，利用重建后