三种校准参照物在DSA测量技术中的应用分析

马 俊，张永康（通讯作者）

（1云南省第一人民医院放射科 云南 昆明 650032）（2昆明理工大学附属医院 云南 昆明 650032）（3云南省中医院放射科 云南 昆明 650032）

伴随着介入放射学的快速发展，DSA设备也得到了迅速的进步。产生了许多新的技术列如图像融合技术、三维导航技术、Dyna-CT技术等等。这些都为疾病的治疗提供了新的手段，也使介入医师更方便有效的获取了大量的疾病信息，解决了很多以前很难解决的问题，对疾病治疗的帮助是巨大的。但DSA设备中最基础的测量技术依然是使用频次最高的技术。可是测量误差却一直影响这项技术的应用。DSA测量技术一般是先用测量软件对一个校准参照物进行测量然后以此为标准对目标物再进行测量，所以校准参照物对测量精度有直接的影响。一般测量软件都提供三种校准参照物供选择分别为：导管、钢球和标尺。如何选择这三种校准参照物，在实际工作中三种校准参照物有些什么优势和劣势[9]。结合了我院DSA机的特点和使用时经验并查阅相关资料，总结了下列经验以便操作者在实际操作中最大限度的避免测量误差的产生。

1 材料和方法

1.1 一般材料

使用飞利浦FD20平板血管造影系统，平板探测器有效面积30cm×38cm，图像矩阵1024×1024。使用两根5F大小的COOK PIG-CSC-20标记导管，标记导管相邻点和点对应边缘间的距离正好是1cm，所以可作为标尺使用。临床上也用此为标尺使用。把其中一根有标记的一端保留标记点剪为三段2cm长的导管。10mm钢球3粒。厚5cm泡沫塑料块3块。

1.2 方法

将机器C臂调至垂直位，足侧倾斜（CAU）0°，床高固定在起始0位，点光源距影像增强器（SID）119cm，影像视野48cm。去除DSA设备检查床上的异物检查是否平整，检查床的各向角度是否已经归零。先测试在同一平面误差率的变化。将一根标记导管拉直固定放置于检查床上做为测量目标，有标记的一端置于照射野正中，本次测量固定测量长度为2cm。在距离这根导管横向分别间距4cm、8cm、12cm处放置各一粒10mm钢球，采集图像然后启动测量软件使用钢球测量分别用不同间距的钢球做为校准参考物进行测量。然后用三根剪好的导管替换钢球，使用测量软件中标尺测量模式分别用不同间距的三根导管做为标尺，标尺长度为2cm，对目标标记导管进行测量。重复同样方法以三根导管为参照物用导管测量模式进行测量。接下来测试校准参照物和测量目标不同高差误差率的变化，保持机器状态不变，目标标记导管位置不变。在距目标标记导管2cm处分别放置钢球和剪好的导管，采集图像测量数据。然后在同样位置放上一块泡沫塑料在其上分别放置钢球和剪好的导管，采集图像测量数据。以此类推叠加一块、两块、三块泡沫塑料，这样就能获得校准参照物和测量目标高度差为0cm、5cm、10cm、15cm的测量数据[4]。然后用实际长度和测量所得长度之差的绝对值除以实际长度乘以100%得到误差率。收集以上测量数据分别按照同一平面横向距离差和不同平面高度差制作表1和表2。

表1 （单位：mm）

表2 （单位：mm）

2 结果

从表1可以看到随着参照物和目标间距离增加，测量数值有减小的趋势误差率逐渐增大。表中横向对比发现，在条件相同时导管校准的误差要大一些，标尺校准是三种参照物中最准确的。从表2可以看出水平高度差的误差率要大于同一平面间距差的误差率，随着高度的增加测量数值有增大的趋势[7]。三种校准物中标尺校准误差变化大一些而导管校准的误差变化较小。

3 分析与讨论

我们在实际工作中发现影响测量精度的因素很多，其中校准参照物对测量精度的影响尤为明显，首先校准参照物和测量目标相对位置的变化会对测量精度有影响[5]，这主要是由于校准参照物和测量目标成像的放大倍率不一样造成的。在本次实验中测试了三种校准参照物和测量目标在同一平面间距不同时的误差率变化，以及在不同高度间误差率的变化。从实际使用和测试结果来看导管校准获取参照物方便，而且参照物和病灶比较接近放大倍率也相同。但是导管校准由于有效校准距离短测量大尺寸目标列如：在大血管支架、球囊定制选择的测量中，如果测量的距离较长精度要差一些。这主要是因为在测量病灶和血管前我们首先要对校准参照物进行测量取得校准因数[8]。以导管校准为例因为导管直径是已知的（5F导管直径约为1.67mm），当我们用光标勾画一段导管的影像后测量软件会自动勾画出导管边缘，并且识别出相对边缘间导管直径是由几个像素构成的，再和已知的导管直径进行比较计算，获得一个像素所代表的毫米数这就是校准因数也称作CF值[2]。当再测量目标时可以根据这个校准因数换算出目标的实际长度。但是因为导管的直径较小其对应的组成像素也较少，和大尺寸的校准参照物相比即使1～2个像素的误差也会引起CF值的明显变化，从而使计算出的CF值产生误差[6]。所以这就是校准参照物对测量精度影响的第二个因素：参照物尺寸的大小。参照物尺寸大测量的精度就会高一些。标尺校准是三种校准参照物中尺寸最大的，所以在测试结果中其误差率也小一些。但是实际使用中由于标尺一般放置于体表如果和体内病灶距离较远两者投影的放大倍率不同，所得到的测量结果也会有一定误差。所以表2中标尺校准的误差率变化幅度也较大[3]。而且标尺校准在机器旋转位置进行测量时还有可能遮挡测量目标使用中并不方便。钢球校准CF值的精度高于导管，但是同样有参照物和病灶间有一定距离放大倍率不同测量精度下降的问题。所以钢球校准一般用于神经介入，这是因为脑血管的造影图像中一般不包含清晰的导管影像，而且神经介入角度变化多样，而钢球在各个方向投影放大率小[1]。

从以上研究可以看出参照物的尺寸大小，以及参照物和测量目标放大倍率是否一致都对测量精度有明显影响。三种校准参照物也各有优缺点，因此我们在选择和使用校准参照物时应该遵循于下原则：（1）尽量使参照物和目标处于X焦点下的垂直区域。（2）在避免相互重叠遮挡的情况下尽量使参照物和目标接近处于同一平面。（3）使用尺寸较大的物体做为参照物。在临床实践中广泛使用的标记导管是一种比较好的参照物，它既有导管校准的优点距离病灶比较接近放大倍率相同，也可以使用导管上的刻度按照标尺校准的方法对目标进行测量，测量精度也就很高。总之我们应该熟悉各种参照物对测量误差的影响，为介入手术提供良好保障。