DSA影像中大尺寸目标测量误差的探讨

马 俊 魏明湘

数字减影血管造影(digital subtraction angiography，DSA)是广泛运用于临床治疗和诊断的影像技术，由于技术的进步其提供了多种后处理功能，如血管影像的三维重建、血管造影三维软组织成像技术和影像融合技术等，其中测量技术是最基础且经常使用的功能。在实际运用中该技术可以测量病灶大小、血管长度及狭窄程度等，为后续治疗中选择药物的使用量和植入物的大小提供直观有利参考[1-2]。但运用中测量误差的存在影响实验结果，而造成误差的因素各种各样，观察发现在测量尺寸较大的目标时误差较大，将用标记导管做为测量参考对数据进行分析总结，并就实际应用中的误差对策进行探讨。

1 仪器设备及方法

1.1 仪器设备

使用Artis zee III平板血管造影系统(德国西门子公司)，平板探测器有效面积为30 cm×38 cm，图像矩阵为1024×1280。用两根5F大小的COOK PIGCSC-20标记导管，一根做为校准参考，另一根做为测量标尺，因标记导管相邻点和点对应边缘间的距离正好为1 cm(如图1所示)，因此可作为标尺使用，临床上也用此为标尺使用[3-4]。

图1 标记导管示图

1.2 方法

检查床各向角度是否归零，将两根标记导管并排平行放置于检查床上，间距4 cm，有标记的一端置于照射野正中，导管拉直两头用瓶装盐水压住，如仍有弯曲可穿入导丝使其伸直，可避免因弯曲造成的测量误差影响实验结果。设备C臂处于垂直位，足侧倾斜(CAU)为0 °，点光源距影像增强器(SID)为110 cm，影像视野为48 cm，使用大视野防止因视野过小引起的误差影响实验结果，采集图像如图2所示[5-7]。再使用设备自带测量软件用左标记导管作为校准参考，手动测量右标记导管其标准长度分别为10 mm、30 mm、50 mm、70 mm和100 mm，获得测量数值见表1。

图2 导管平行间距4 cm的采集图像

2 结果

为减少测量操作者的主观意识对测量结果的影响，测量操作者在进行测量操作时，应正面直视图像屏幕，光标准确点导管或标记点边缘，减少测量者自身因素对测量精确度的影响。按照此方法重复进行3次测量，并用实际长度减测量所得长度获得误差值(见表1)。

表1显示，随测量目标尺寸的增加误差值也增加，最大值为11.6 mm，当目标尺寸较小时误差值为1 mm左右，表明测量误差随测量目标尺寸增加有加大趋势，直接影响临床判断而易造成手术和治疗失误[8-9]。

在进行测量时首先对一个校准参考物进行测量，目的是为了获得校准因数(calibration factor，CF)值。以导管校准为例，已知导管直径(5F导管直径约为1.67 mm)，用光标勾画一段导管影像后测量软件会自动勾画出导管边缘，并且能识别出相对边缘间导管直径是由几个像素构成，再和已知导管直径进行比较计算，获得一个像素所代表的毫米数即CF。再测量目标时可根据CF换算出目标的实际长度，但因导管直径较小其对应的组成像素较少，如果因位移或所选取的参考段导管不够直等原因仅造成1～2个像素的误差，同样会影响CF值，从而产生误差[7]。

表1 导管校准测量结果

为了应对这样的误差，可以增加在图像中构成校准参考物的像素数量，微小的像素误差不会对CF值有明显影响。在实际应用当中增加校准参考物像素的方法就是加大校准物的有效尺寸，通常测量软件中除导管校准外还有标尺校准和钢球校准，使用标尺校准做一次验证，为了和第一次数据在同一条件下进行对比，同样选取图2进行测量[10-11]。首先用测量软件中的标尺校准功能选取左侧标记导管对应标记点间的距离为50 mm，再手动测量右侧标记导管分别为标准长度10 mm、30 mm、50 mm、70 mm和100 mm，获得测量数值。为了避免主观因素影响需重复进行3次测量，并用实际长度减去测量所得长度获得误差值(见表2)[12]。

对比表1和表2，发现表2误差值明显缩小且只有1 mm左右，尤其在测量大尺寸目标时误差值相对于导管校准减少较多。通过实验表明，造成导管校准测量大尺寸目标时误差增大的原因是导管直径较小，仅1～2个像素误差也会引起CF值改变，在测量大尺寸目标时误差就会增大，使用标尺测量能有效避免误差的产生，从而在测量大尺寸目标时获得精确的数值[13]。

表2 标尺校准测量结果

3 小结

测量误差的产生和校准物的选取有密切的关系，选择合适的校准物能有效提高测量精度，增加手术和治疗成功几率。在理想状态下完成的实验，从测量数值看导管校准的精度明显低于标尺校准，但在实际应用中标尺位于体表和目标区域存在一定距离，因此也会造成测量误差，而导管通常比较接近目标区域且测量小尺寸目标时误差不大，所以在测量小尺寸目标时可以作为参考使用[14-15]。在实际应用中应该考虑到各方面因素，充分了解各种因素所产生的误差大小再制定理想方案，避免误差对手术和治疗的影响，才能取得良好的治疗效果，提高手术的成功率。