数字减影血管造影检定规程技术要点分析

扈尚泽　姚绍卫　胡益斌

(1.江苏省计量科学研究院,南京 210007；2.江苏省人民医院临床医学工程处，南京 210029)

0　引言

JJG 1067—2011《医用诊断数字减影血管造影(DSA)系统X射线辐射源》国家检定规程(以下简称DSA规程)，由国家质检总局于2011.6.14发布，2011.9.14起实施。规程制定主要以国际电工委员会(IEC 61223-3-3：1996版)《数字减影血管造影(DSA)X射线设备成像性能验收试验》为依据，同时结合我国现行行业标准(YY/T 0740-2009)及目前DSA设备现状而制定的。

规程通过一年的应用证明：规程技术要求是合理的、全面的，代表了当今DSA设备的现状，检定方法科学合理、操作性强，关键物理量空气比释动能可溯源到国家基准[1]，规程技术指标基本涵盖了目前使用的DSA主要技术参数，通过对这些技术参数的检定完全能客观反映出设备技术性能状况，由此判定设备是否合格，对医院设备管理和质量控制提供可参考技术依据。

为了更好的执行DSA规程，作为本规程的起草人之一，通过近一年的实施应用，本文对DSA规程的特点和实施中要注意的技术要点加以分析，希望对于开展相关工作具有指导作用。

1　规程的特点

在现代医学中各种先进的诊疗设备大量应用于临床诊断与治疗中，同时诊疗中对设备的依赖性越来越强，由此医院对设备的管理要求也更高。DSA是计算机技术与常规X线血管造影技术相结合而产生的现代医学影像设备，与其它放射影像设备相比有共性的地方，也有不同之处，是继CT之后出现的又一种放射影像诊断技术。DSA作为放射诊断的新型设备近10年来才广泛应用于各种心脑血管疾病的诊断和介入治疗中，由于该设备的主要特点是利用一定能量的X射线作为诊断辐射源，当准直的X线入射到人体时,出射X线强度IT和入射X线强度Io之间服从指数衰减规律

IT=Ioe-(μ骨d骨+μ软d骨)

或lnIT=lnIo-(μ骨d骨+μ软d骨)

式中：lnIT为对数；μ骨、μ软分别为骨和软组织的线性吸收系数；d骨、d软分别为骨和软组织的厚度。

2　检定技术要点分析

2.1　空气比释动能率

DSA是利用X辐射源实现诊断的医疗设备，由于X射线与人体作用有一定的生物效应，临床上DSA大都用在连续透视模式下，医务工作者和患者难免要接受一定辐射剂量，因此放射设备辐射输出剂量必须加以控制[2]，对此国家相关标准也有明确规定并不得超过一定限值。规程要求对空气比释动能率检定要点是：影像探测器中心与球管中心需在同一轴线上并保持垂直，检定时SID(球管焦点到影像探测器输入面的距离)最小，FOV(视野)最大，用最大帧数自动透视模式，将诊断水平剂量仪探头放置于照射野中心(探头灵敏体积入射面朝X线束方向)，探头到影像探测器输入面距离为30cm,用铅或铅衣适当遮盖探头，使机器增益到较高条件的kV、mA后曝光出束，用重复测量3次的平均值计算空气比释动能率，其计算公式为

K=MKTPNK

式中：M为诊断水平剂量计测量3次的平均值，div·min-1；NK为电离室或半导体探测器空气比释动能率的校准因子，mGy·div-1；KTP为电离室型探测器温度、气压密度修正。

规程中空气比释动能的检定出发点是选择最大出线量条件下测输出量[3]。本条款技术参考依据为IEC 61223-3-3和YY/T 0740-2009中相关条款。

2.2　模拟血管最小分辨尺寸

DSA诊断的最大特点是消除造影血管以外的组织影像,突出所要检查的血管影像，减影图像是先获取没有造影剂的影像为蒙片，再获取有造影剂的血管影像，将蒙片与血管影像加权相减即得到DSA减影图像。因此对这项指标的检定必须用减影模式并采用DSA专用性能模体进行检定。

检定时首先选定SID为100cm,模体需水平放置诊断床上，模体表面距影像探测器输入面的距离为30cm,在透视状态下曝光观察模体应在视野中心区域，检定时应采用自动控制模式，FOV略小于模体外尺寸，将浓度为150mg/cm3插件空白部分放入模体插件槽中进行曝光作蒙片，当采集完蒙片影像就开始推动模体采集减影影像，通常空白片与减影之间可选3～5s延迟时间。减影后调窗宽和窗位使影像显示最佳，应能看到模体中直径为1mm的模拟血管，同时应能分辨造影剂浓度为150mg/cm3、直径2mm的模拟血管上的1/2宽度的血管狭窄或畸变，如图1所示。

注：浓度150mg/cm3,血管直径为φ1、2、4mm,血管狭窄尺寸为1/4、1/2、3/4mm。

检定可采用目前广泛使用的电动无线遥控模体推进器，这样可大大减少检定人员所受X线剂量，此时应将推进器推进杆中心与模体插件槽中心保持水平，当一看到空白曝光影像就开始遥控推动器推动模体减影。但需要注意的是检定中模体前进的采集速率应控制在3～5帧/s，速率过快会出现运动伪影或托影现象。

2.3　辐射输出的质

辐射输出的质也称半值层,是反映X射线穿透能力参数,DSA规程中规定X射线管电压在70kV时,半价层应不小于2.1mm(Al)，测量半值层最经典的方法是吸收片法。检定中应注意的是：

1)所用剂量仪探测器能量响应要好；

2)辐射场周围应无散射物；

3)源到铝片再到探测器之间距离基本相等，并保持在同一条直线上；

4)吸收片要全部覆盖探测器；

5)铝片纯度要≥99.9%。

目前使用的诊断水平剂量仪大都附带半值层测量功能，在测空气比释动能的同时也可直接测量出半值层，使用方便，测量误差约在±10%。

2.4　空间分辨力

空间分辨力是放射影像必须要检测指标,是反映在高对比度条件下所能分辨相邻两个物体的能力。空间分辨力可用调制传递函数(MTF) 来描述,但MTF的测量非常复杂,因此实际用线对卡来测量。

检定中需要注意的是：空间分辨力与球管焦点大小、影像探测器固有分辨力、和影像探测器输入尺寸等有直接关系，规程要求检测时FOV应选最大,用0.05mm铅当量分辨力测试卡,在透视条件下进行影像采集。由于受电视扫描线的影响,对于探测器为影像增强器的机器分辨力测试卡栅条与行扫描线夹角应成45°放置，对于平板探测器测试卡栅条可水平或垂直放置。减影和未经减影条件下的系统分辨力是不一样的，同时影像探测器输入尺寸与空间分辨力呈反比关系，因此检定结果中应注明所测的空间分辨力所对应的影像探测器输入尺是多少。同时需要注意的是：规程规定将0.05铅当量分辨力测试卡贴在影像探测器输入面，最大FOV时要求≥12Lp/cm，此时由于受几何放大倍数限制，此项要求还是严格的。如果把测试卡放置在影像探测器输入面30cm处，用减影方式测空间分辨力更能反映实际情况。

2.5　低对比度分辨力测量

低对比度分辨力也是放射影像的主要指标，是反映影像在低对比度条件下的分辨能力，检测模体是由多组粗细不同的模拟血管组成，如图2所示，但每组中造影剂浓度是不同的(如2.5，5.0，10mg/cm3)，以模拟临床上使用的各种造影剂浓度。

图2　低对比度模体

检定需要在减影条件下，检定条件保持与模拟血管最小尺寸测量条件相同，检定时把低对比度分辨力模块放入模体插槽匀速减影，减影后应能均匀分辨浓度为5mg/cm3，直径为2mm的模拟血管。系统的低对比度分辨能力主要受几何放大倍数、像素大小、X 射线束质和辐射量等因素的影响，检定中必须加以注意。

图3　对比度线性模块

2.6　对比度线性测量

由于不同的造影剂浓度对应不同对比度的影像，并呈一定线性关系。对比度线性模体是由不同碘对比度0.5%、1.0%、2.0%、4.0%、10.0%、20.0%6个圆组成，如图3所示，通过对对比度线性模块进行影像采集，输出胶片，在胶片显示的不同对比度圆上用光密度计测得光密度值D，用最小二乘法计算不同碘浓度所对应的光密度之间线性相关系数r(应大于0.9)，如表1。需要注意的是：使用的光密度计须经检定合格，使用前需充分预热，测量前置零，输出的胶片保持清洁无划痕，否则都会影响光密度值读数准确性。对比度线性同时也反映了包括激光相机在内整个影像链成像性能，检定更具有实际意义。

对比度线性测量数据如表1所示。

表1用光密度计测得不同碘对比度的胶片光密度值

模体对比度0　5%1　0%2　0%4　0%10　0%20　0%光密度值D0　110　220　430　891　692　98相关系数r=0　99

2.7　减影性能影响

由于DSA诊断特点在于可消除造影血管周围的骨组织影像,突出所要关注的造影血管影像。检定时在模拟人体血管空白插件上附加厚度为5、10、15mm的骨骼模块如图4所示,减影后仍能清晰分辨浓度为150mg/cm3,直径为2.0mm模拟血管，由此来反映减影动态性能[4]。检定时用自动控制减影模式，减影采集速率应控制在5帧/s，速率过快仍会出现运动伪影,对结果判定带来影响。

图4　骨骼模块

3　结束语

DSA是现代医学广泛应用的心血管诊断的主要设备，属于首次制定国家计量检定规程，规程的发布实施对于规范其应用性能、做好医院设备管理与质量控制和促进影像质量提高等具有重要意义。由于DSA检定方法与其它放射影像设备检定有较大的不同，所以在规程发布一年后，在通过以往检定基础上对主要技术参数的检定加以总结和分析，以便对规程理解和检定工作起到有益作用。

[1]国家质量监督检验检疫总局.JJG 1067—2011《医用诊断数字减影血管造影(DSA)系统X射线辐射源》

[2]全国医用X线设备及用具标准化分技术委员会.GB 9706.23—2005医用电气设备第2-43部分；介入操作X射线设备安全专用要求.2005

[3]YY/T 0740—2009 医用血管造影X射线机专用技术条件.中国标准出版社,2010

[4]扈尚泽,胡益斌,姚绍卫.数字减影血管造影(DSA)系统性能测试探讨.计量技术，2008(4)：39-41