引言
随着计算机技术的发展以及在医学影像技术上的应用，人们开始使用数字减影血管造影(DigitalSubtraetionAngiography)技术(简称DSA技术)进行血管疾病诊断。它通过软导管将造影剂注射到感兴趣的血管部位，并将相同部位造影剂注入前后的两幅图象进行绝对值相减，除去非感兴趣器官所造成的背景影像，得到鲜明清晰的血管造影图象。由于这种方法可以得到非常鲜明清晰的血管造影图象，快速获得诊断依据，因而很快得到临床的重视和应用。目前国外已广泛地将DSA技术应用于临床，在心血管疾病的诊治上取得令人瞩目的成效。国内近年已逐步开展此项工作，但进口专用设备价格昂贵，一般医院无法承受，许多医院仍然采用电影摄影或快速换片机法进行造影检查和介人治疗。由于操作麻烦，处理速度慢，效率低，远远不能满足临床诊断需要，因此有必要研制适合我国国情的普及型DSA系统。本文将简要介绍我们最近研制的普及型DSA系统。
1.系统硬件结构与设计
1.1系统硬件构成及技术指标
系统硬件构成:本系统硬件构成见图1，由X线增强电视摄像系统，486微机系统、图象采集存储处理器、X线机控制电路、高压注射器控制电路及处理软件等构成。主机通过端口的控制，在适当的时刻启动X线出光以及造影剂的注射并采集造影剂注入前后的序列图象。考虑到成本因素，图象卡采用双帧小容量卡，使用扩展内存管理规范(EMs)将图象卡上的图象数据快速地传送到微机内存中，采用双帧交替采集显示的方法消除帧差图象切变现象，根据临床实际，可以一次采集几十到数百幅的造影图象，基本可以满足一般减影和介入治疗的需要。系统除X线电视装置外成本仅4万元以下。
系统主要技术指标:
①视频输入:25帧/秒或30帧/秒的标准黑白电视信号，1V峰-峰值。
②图象采集:象素采样频率为10MHz或14MHz，8比特量化256级灰阶。每秒4帧时点阵密度为512x512，每秒7帧时点阵密度为512x256。
③图象采集存储器:图象存储量为2帧512x512或4帧512×256。
④图象缓冲存储器:根据需要可扩充几十至数百帧。
⑤硬盘图象存储器:200Mb硬盘可存储图象1600帧。
⑥视频输出:三路伪彩色或黑白标准电视信号输出。
⑦主机接口:主机直接访间存储体，直接映射地址为DOOOOH到DFFFFH，使用透明读写方式。
⑧X线机控制及高压注射器控制:主机通过端口控制，在适当的时刻启动X线出光以及造影剂的注射。
1.2田象存储体的设计
当采集图象时，视叔信号经预处理后送A/D转换器，以10MHz或14MHz的速率将图象信号转换为8Bit数字信号，由系统时钟经双口RAM的串口输入到双口RAM的SRAM体中，在一行(512x8Bit)数据输入完毕之后，由地址产生器提供行地址、双口RAM时序发生器提供写入时序，将SRAM体中的一行数据写入双口RAM的DRAM体中;当下一行视频信号出现时，串口又开始接收数据，同时行地址自动增一选通DRAM体的下一行，准备接收SRAM来的下一行数据。
当显示图象时，先由行地址选通双口RAM和DRAM体的一行数据，由双口RAM读出时序将其送入SRAM体内，再通过系统时钟将一行512字节图象数据逐点送LUT，最后由D/A变换为模拟视频信号输出;当SRAM体一行数据送出后，行地址自动增一并选通下一行DRAM体数据，送给SRAM体，并重复上述过程。(见图2)
主机的读写接口仅与双口RAM的DRAM体相连接，其时序与一般的DRAM一样。仅在SRAM与DRAM进行数据传输以及隐含刷新时通过REDAY信号哲停主机的读写。因此90%以上的时间可用于计算机与图象存储器之间的数据传输，速度大大提高。有关双端口RAM的时序、结构以及采集、读定时序的详细描述。
系统时钟与行场时序发生器提供与外来视频信号严格同步锁定的有关时序。地址发生器产生并通过选择开关切换地址信号，提供采集显示512x512或512x256分辨率及换页所需的有关地址信号。这样，图象存储体可以提供512x512图象2帧或或512x256的图象4帧。
1.3X线机与高压注射器接口设计
X线机控制电路用于控制X线电视增强系统的X线出光，在X线机X线剂量可程控时还可以控制X线机出光的剂量。在血管造影时，高压注射器控制接口可用于控制适时地注射造影剂，造影剂注射时刻及持续时间均可程控。其接口框图见图3。
2.系统软件功能简介
系统控制软件完成系统初始化、工作模式选择、减影条件设置、病人参数输入、X线出光控制、造影剂注射控制、蒙片图象和造影图象的采集存储等工作;数据处理软件完成图象采集存储后图象显示、搜索、减影、心血管生理参数的测量、图象长度、面积、密度的测量及图象打印等工作;此外还有各种滤波、图象增强、边缘检测增强、图象放大、漫游、负像显示、动画显示等常规的图象处理功能。各处理软件均采用模块化结构和中文菜单提示的人机对话方式，因而更加便于临床操作和使用。系统软件结构框图见图4。
基本图象采集采用双帧交替的方式进行，即在采集第一页图象的同时将第二页图象高速传送人微机扩展内存;在采集第二页图象的同时将第一页图象高速传送给微机扩展内存，这样交替进行，将图象依次保存到扩展内存中;显示刷新时也是交替将扩展内存的图象高速传送给第一或第二页图象处理存储器中显示出来。因此不论是采集还是显示刷新，都可以保证图象的完整性，避免帧差图象切变现象。在点阵密度为512x512时每秒可采集显示4帧，点阵密度为512x256时每秒可采集显示7帧。
系统初始化模块用于完成系统硬件的初始设置，如查找表建立、图象分辨力设定、系统参数建立等等。D/A选用Bt453，查找表为RGB三路各一页。图象分辨力有512x512、512X256二种。此外，初始化时还可将原先系统关闭时的现场参数传递回来，保证系统工作状态的连续性，这样，初始化工作在一次完成后就可不必多次进行。
工作模式有普通图象采集方式、软件校正减影方式、普通减影方式等。其中普通图象采集方式为原始造影图象的实时采集，得到的是没有减影的造影图象;软件校正减影方式是利用软件进行图象的几何校正，然后减影，得到更加“干净”的减影图象，这样可以减少人体呼吸等移动造成的伪影;普通减影方式可进行快速的图象减影。动态减影回放是将采集下来的图象作准实时回放显示。
减影条件设置有减影(或造影)方式的设定、蒙片叠加平滑帧数选择等。病人参数输入可以输入患者病历号、姓名、年龄、性别、检查部位、病情简述等有关信息。蒙片图象选择平均模块对蒙片图象重新进行选择，可以选择数帧造影剂注人前的图象叠加平滑后作为新的蒙片。X线出光控制模块可对X线电视系统的出光和照射剂量进行控制，在适当时刻选择适当的剂量进行X线嗓光。造影剂注射控制模块对高压注射器进行控制，在适当的时刻启动高压注射器，向血管内注入造影剂。
图象后处理有各种撼波、图象增强、边缘检测增强等常规的图象处理算法。参数测量还有心搏出量测量、心功能评价及心脏收缩舒张容积比、图象长度、面积、密度等测量。图象显示主要包括图象的搜索、放大、漫游、负像显示、动画显示及准实时减影显示等。此外还有图象及参数打印等。
3.结束语
本系统已在临床上应用近四年，不但可以满足消化道、支气管及泌尿生殖系统的造影检查，而且完全可以满足心血管造影、脑血管造影、肝脏、肾脏、盆腔及四肢等部位血管造影和介入治疗的需要，取得很好的诊断治疗效果。
作者：陈新(福州大学，福州350002)
陈少苗(福建省立医院设备科，福州350001)
