下载掌阅APP，畅读海量书库
立即打开
血管造影是将水溶性碘对比剂注入血管内，使血管显影的X线检查方法，但存在血管与骨骼及软组织重叠而影响血管显影的问题。数字减影血管造影（digital subtraction angiography，DSA）是利用计算机处理数字减影信息，消除骨骼和软组织影像，使血管显影清晰的成像技术。
数字成像是DSA的基础，数字减影的方法有时间减影、能量减影、混合减影、数字体层减影等，常用的是时间减影法（temporal subtraction method，TSM）。
1.时间减影
先将血管造影前后在影像增强器上的图像用高分辨力摄像管行序列扫描，把所得连续视频信号转变成一定数量独立的小方块——像素，再经模数转换器转成数字，分别储存在计算机的两个储存器中，造影前的影像称蒙片图像（mask image），造影后的影像称显影图像。指令计算机将显影图像数据减去蒙片图像数据，剩下的只有血管影像数据。此数据经数模转换器处理后，再显示于监视器上，此影像即为减影像。因为这种减影方法是通过不同时间获得的两个影像相减而成，故称时间减影。时间减影的缺点是易因器官运动而使摄像不能完全重合，致血管影像模糊。
2.能量减影
利用对比剂与周围组织间能量衰减的差别进行减影，称能量减影。对比剂碘的X线衰减系数在33keV处有显著的不连续性，此临界水平的能量即为碘的K缘，若在略高或略低于K缘能量条件下成像，然后将两种不同能量的影像相减，则得保留碘信息的影像（血管影像）。但是能量减影对气体和软组织影像消除较好，骨组织则不能有效地消除。
3.混合减影
通常利用时间和能量两种减影技术结合而形成混合减影。原理是通过时间减影减去骨和软组织，再通过能量减影除去气体和器官运动干扰（如心脏、大血管搏动和肠蠕动等），从而只剩下血管影像，减影效果好。但此种减影4帧影像形成，所以信噪比有损失，仅为时间减影的35%~40%。因此，对小血管显示不利，此为混合减影的缺点。
4.数字减影体层摄影
动态数字减影体层摄影又称DSA体层摄影。利用物理学变量深度进行减影，故适用于解剖结构复杂的平面，其原理与常规体层摄影近似，但DSA所显示血管内对比剂廓清是动态的，而非血管结构则被去掉。减影的效果优于一般体层摄影。
DSA是在间接X线透视基础上发展起来的。间接X线透视是将通过人体的X线通过光电转换器并经摄像系统传递到显示器上成像的方法，由于使用了影像增强器，图像清晰明亮，便于观察，并且X线暴线量明显减少，对患者和操作者都带来很大的益处。DSA利用计算机技术清除了骨骼、软组织对血管系统影像的影响，提高了血管显示的清晰度，并减少了对比剂的用量，使器官、组织及病变的血流动力学显示得更加清楚，是目前血管介入系统介入放射学首选的监视方法。其基本构成包括：
1.高压发生器 向X线管两端施加高电压的X线装置，产生高千伏、短脉冲、输出稳定的高压，功率可达100kW，具有高频逆变能力。DSA设备中X线高压发生装置需具备的性能包括X线输出稳定、输出功率大于80kW、短时间内能多次曝光、能长时间连续摄影、X线控制精度高、具备脉冲透视功能、透视和电影摄影时有稳定的自动曝光装置。
2.X线管 目前DSA的X线管采用液态金属球管，金属和陶瓷之间的过渡采用铌，用铜焊接。X线管焦点越小，影像锐利度越高，但焦点过小时，最大连续输出能力下降，X线管功率大小受到限制。焦点尺寸对图像质量有很大影响，通常电影、DSA摄影时使用0.6mm焦点的X线管。但患者体重大或大角度摄影等情况下需要100kV以上管电压摄影时，用1.0mm焦点的X线管进行高管电流、低管电压摄影虽然会造成图像锐利度下降，但对比度能得到改善。
3.影像增强器 是将探测到的X线转换成光学图像的装置，作用是将X线信息影像转换成可见影像，并将其影像亮度增强数千倍。其基本构造由输入屏、光电面、电子透镜、输出屏和管套组成，具有影像转换和图像增强功能。影响增强器的主要性能参数包括输入屏标称尺寸、量子检出效率（detective quantum efficiency，DQE）、影像增强器变换系数（transformation coefficient，用G X 表示）、对比度、中心分辨力。
4.自动曝光装置 DSA摄影中，为了追踪观察X线吸收随时间变化的血管影像，并使其在显示器灰度或照片密度上保持稳定，使用X线自动曝光装置非常必要。目前有两种自动曝光控制（automatic exposure control，AEC），即以荧光效应控制的光电管自动曝光控制和以X线对空气的电离效应为基础的电离室自动曝光控制。
5.数字脉冲透视 用X线连续发生方式进行透视时，最大管电流会受到限制。而脉冲式透视方式的最大管电流比X线连续发生方式高，能降低图像运动伪影，并且由于能降低目标区域照射量，使患者受辐射量下降。
6.光学系与电视摄像机 光学系包括物镜和光分配器两大部分。电视摄像机的作用是将光学图像转换成电子信号，大致分为记录影像、阅读影像、擦除影像三个过程。
7.电视监视器 显示透视和摄影图像。
8.准直器 是为了遮挡探测器以外和焦点外X线而设计的多叶结构，能将X线照射野限制在所需范围内，通常DSA中使用的准直器带有滤过补偿装置。
9.附加滤过能吸收低能光子 不仅可以降低受检者受辐射剂量，也能减少术者方向的散射线。
10. 导管床与机架。
X线照射生物体时，与机体细胞、组织、体液等物质相互作用，引起物质的原子或分子电离，因而可以直接破坏机体内某些大分子结构，如使蛋白分子链断裂、使核糖核酸或脱氧核糖核酸断裂、破坏一些对物质代谢有重要意义的酶等，甚至可直接损伤细胞结构。另外，射线可以通过电离机体内广泛存在的水分子，形成一些自由基，通过这些自由基的间接作用来损伤机体。
近年来，由于X线设备的改进，使X线曝光量已显著减少，放射损害的可能性也越来越小。但是随着各种影像设备的大量出现，影像学的检查呈现普遍化和广泛化的趋势，一些单位存在着不当检查和过量检查的现象，因此我们仍不能掉以轻心，尤其应重视妊娠妇女、小儿和长期接触射线的工作人员。
辐射损伤是一定量的电离辐射作用于机体后，受照机体所发生的病理反应。电离辐射不仅能引起全身性急慢性放射损伤，而且也能引起局部的皮肤损害。
辐射对人体细胞的损伤，只限于个体本身，引起躯体效应。而对生殖细胞的损伤，则影响受照个体的后代而产生遗传效应。单个或少量细胞受到辐射损伤可出现随机性效应。辐射使大量细胞受到破坏时即可导致非随机性效应。
1.辐射性质
辐射性质包括射线的种类和能量。不同质的射线在介质中的传能线密度（linear energy transfer，LET）不同，所产生的电离密度不同，因而相对生物效应亦不同。同一类型的射线，由于射线能量不同产生的生物效应也不同。
2.X线剂量
射线作用于机体后，所引起的机体损伤与X线剂量有直接关系。以不同剂量照射动物，可以发现当剂量达到一定量时才开始出现急性放射病征象，继续增加剂量时，则可出现动物死亡，剂量越大，死亡率越高，当增加到一定剂量时，所有动物发生死亡事件。
3.剂量率
剂量率即单位时间内的吸收剂量。一般说来，总剂量相同时，剂量率越高，生物效应越大。但当剂量率达到一定值时，生物效应与剂量率之间失去比例关系。在极小的剂量率条件下，当机体损伤与其修复相平衡时，机体可长期接受照射而不出现损伤。小剂量长期照射，当累积剂量很大时，便可产生慢性放射损伤。
4.照射方式
总剂量相同，单方向照射和多方向照射产生的效应不同。一次照射和多次照射，以及多次照射之间的时间间隔不同，所产生的效应也有差别。
5.照射部位和范围
机体各部位对于射线的辐射敏感性不同，所谓辐射敏感性是指机体对电离辐射的抵抗能力，即辐射的反应强弱程度或时间快慢，辐射敏感性高的组织容易受损伤。细胞对辐射的一般规律是，处于正常分裂状态的细胞对辐射是敏感的，而正常不分裂的细胞则是抗辐射的。
保障X线工作者和受检者及其后代的健康和安全，防止有害的非随机性效应，并将随机性效应的发生率限制到可接受的水平。
1.辐射实践的正当化 X线检查必须确实具有适应证，凡不能对患者带来诊断与治疗意义的照射就不能进行，此即正当化。
2.辐射防护的最优化 在考虑到患者诊断与治疗效益的因素下，所有的照射应保持在合理的、尽可能低的水平。
3.遵照防护外照射的3个原则 即缩短照射时间、增大与X线源的距离、设置屏蔽防护。
4. 固有防护为主与个人防护为辅。
5. X线工作人员与被检者防护兼顾。
6. 合理降低个人受照剂量与全民检查频度。
1.一般性防护
（1）X线机的固有防护：
是X线防护的最重要环节。球管管套、遮光器应不漏射线，窗口装有铝滤过板，有用线束进入患者皮肤处的空气照射量率应小于6R/min。特别是用床上球管透视时，X线球管及其附件如有辐射线泄漏，工作人员及患者将受到直接辐射。
（2）时间防护：
尽量缩短X线的辐射时间。在介入手术前要拟订严格的操作程序，了解患者的有关资料，尽量减少不必要的曝光。
（3）距离防护：
利用增加术者与辐射源（即球管焦点）和散射体（即受检查）的距离，减少术者所受辐射剂量，距离每增加1倍，辐射剂量减少3/4。
（4）屏蔽防护：
在射线源与工作人员之间设置屏蔽，减少或消除射线的辐射，如铅衣、铅围裙、铅帽、铅眼镜、铅手套等。
2.患者防护
降低受检者受照射剂量是患者防护的关键，如工作人员技术熟练，选择最佳条件，合理使用遮光装置和滤线器、采用屏蔽防护及体位防护、用铅制品遮盖非照射野（特别应保护生殖器及胎儿）等可以减少患者射线辐射量。
3.放射工作者防护
工作人员应佩戴射线剂量检测器，每月报告1次个人接触的辐射剂量，介入工作人员每年接触的定量不应超过5%，为了限制X线辐射剂量，根据介入手术室设备和防护条件，可适当限制术者的手术次数。
工作人员应执行防护规章制度，穿铅衣、戴铅围领和防护眼镜。随时调整遮线器，尽量缩小照射野，严禁工作人员身体任何部位进入照射野。
定期进行防护检查，工作人员每月检查血常规1次，每年系统体检1次。适当增加营养，增加室外活动，避免过于劳累。合理排班，严格休假管理。
对比剂（contrast media）又称造影剂，是介入放射学操作中最常使用的药物之一，主要用于血管、体腔的显示。对比剂种类多样，目前用于介入放射学的对比剂多为含碘制剂。
对比剂根据其对X线的吸收程度不同分为两种：
1.阴性对比剂
原子量低、比重小、易被X线透过的低密度物质，在X线照片上显示为密度低或黑色的影像，常用的有空气、氧气、二氧化碳等。
2.阳性对比剂
原子量高、比重大、不易被X线透过的高密度物质，在X线照片上显示为密度高或白色的影像，常用的有硫酸钡和碘制剂。
（1）硫酸钡：
由纯净的医用硫酸钡粉末加水调制成混悬液，白色无臭，性质稳定，在消化道内不被吸收，无毒副作用，服用安全。一般用于消化道造影检查。
（2）碘制剂：
碘制剂可分为无机碘和有机碘。以往常用的无机碘是碘化钠，因副作用较大，现已少用。有机碘化物亦为水溶性碘制剂，种类繁多、用途广、进展快、产品更新快，其毒性和不良反应逐渐降低。按是否在人体内解离，可分为离子型和非离子型两类；按其化学结构，又可分为单体和双聚体两类；按其渗透压高低，又分为高渗型、低渗型和等渗型。等渗的药物机体耐受性好，渗透压过高过低的药物，均可造成机体不同程度的刺激反应。
根据是否在人体内离解分类：
1.离子型 离子型对比剂按结构分为单酸单体和单酸二聚体。单酸单体的代表药物有泛影葡胺、碘他拉葡胺等，可用于各种血管造影及静脉肾盂造影。单酸二聚体的代表药物有碘克沙酸。离子型对比剂的不良反应发生率高，机体的耐受性差。
2.非离子型 非离子型碘对比剂较离子型毒副作用小，可用于各种血管造影及经血管的造影检查。非离子型对比剂不良反应发生率低，机体的耐受性好。如碘海醇（iohexol）、碘普罗胺（iopromide）及碘帕醇（iopamidol）等。
非离子型对比剂在水溶液中不离解，呈分子状态，对脑组织和心肌刺激性小，毒性明显低于离子型对比剂，可用于重要部位造影，是一类较理想的对比剂。因此心脏、冠状动脉、大血管、脑血管等造影以选用非离子型对比剂为宜。
根据渗透压的不同分类：
1.高渗对比剂 代表药物为离子型有机碘对比剂泛影葡胺，其渗透压为血浆渗透压（300mmol/L）的5~7倍。高渗性是造成其毒副反应的重要因素。目前在心血管造影中已很少应用。
2.低渗对比剂 代表药物为非离子型单体有机碘对比剂，如碘海醇（欧乃派克），其渗透压约为血浆渗透压的2倍。值得一提的是低渗是相对于高渗而言，其渗透压仍然较正常人体血浆渗透压高。低渗对比剂比高渗对比剂的毒副作用明显减少，亲水性明显增加。是目前心血管领域最常用的一类对比剂。
3.等渗对比剂 代表药物为非离子型二聚体有机碘对比剂碘克沙醇（威视派克）。其任何临床浓度都与血浆等渗，安全性更高，发生对比剂肾病的概率低。目前主要用于造影剂肾病高危人群。
在造影过程中，有些被检者可能发生对碘剂的不良反应。临床上使用碘对比剂的主要问题是不良反应和肾毒性。
1.不良反应分为两类
（1）特异质反应：
为患者个体对碘的过敏反应，一般与剂量无关，难以预测和防止。数十年的研究表明，对比剂反应中的荨麻疹、血管性水肿、喉头水肿、支气管痉挛、严重血压下降及突然死亡等表现均属特异质反应。
（2）物理和化学反应：
主要与对比剂的渗透压和电荷有关，与剂量相关，可以预测或防止，较特异质反应更常见。
2.碘对比剂不良反应的程度及相应处理
（1）轻度反应：
①皮肤反应，皮肤潮红，有的出现局限性荨麻疹等；②消化系统，腹部不适、恶心、呕吐等；③呼吸系统，发热、咳嗽、流涕等。这些反应通常在注射时或注射后发生，大多数为一过性，可自行消退。此型症状较轻，大多无须特殊处理。卧床休息、吸氧、观察生命体征，可给予抗组胺药物、镇静药物治疗。但这也可能是重度反应的前兆，故应严密观察病情变化。
（2）中度特异性反应：
①皮肤反应，眼睑、颜面水肿，中重度荨麻疹等；②消化系统，剧烈呕吐、剧烈腹痛等；③呼吸系统，支气管痉挛、呼吸困难、短暂昏迷等；④循环系统，低血压、偶发室性期前收缩、房性期前收缩等。此型应积极、快速治疗。可给予抗组胺药物、镇静药物、激素。此型临床预后尚好。
（3）重度特异性反应：
①皮肤反应，严重荨麻疹、严重红斑等；②呼吸系统，喉头水肿、重度支气管痉挛、急性肺水肿、呼吸衰竭等；③循环系统，各种心律失常、循环衰竭、心室颤动乃至心脏停搏。此型不良反应发生率极低，一旦发生，可危及生命。因此必须紧急抢救，行心肺复苏，此型预后较差。对比剂不良反应不能完全避免，但应事先做好预防工作，同时抢救应及时。
3.对比剂不良反应的预防
（1）术前：
针对患者的危险因素尽可能进行干预，包括脱水患者的补液、肝肾功能的改善、心律失常和心力衰竭控制等。部分肾功能不全患者术前连续4~6小时水化。大部分物理-化学反应与对比剂的渗透压有关，所以尽量选择非离子型、渗透压低的对比剂，最佳的选择是等渗对比剂。
（2）术中：
将对比剂适当加温，降低黏滞度。尽可能缩短对比剂与血液在导管注射器接触的时间。尽量减少对比剂的用量。准备好完善的急救药品和设备。
（3）术后：
多饮水、必要时适当输液、利尿，以促进对比剂排泄。同时严密观察患者各项指标变化，一旦发生不良反应，应立即停止注药，并采取相应处理措施。
（郭曦）