ANJİYOGRAFİ - BİYOMEDİKAL

Anjiyografi, diğer adıyla arteriyografi, kan damarlarının ve vücuttaki organların içini görselleştirmek için kullanılan, atardamar, damar ve kalp odacıklarına özel ilgi gösterilen tıbbi bir görüntüleme tekniğidir. Bu genelde kan damarına radyo-opak bir kontrast madde enjekte edilip floroskopi gibi X ışını bazlı teknikler kullanılarak görüntülenir.

Kontrast madde vasküler yapıları opaklaştırmak için gereklidir, çünkü kanın radyografik kontrastı yumuşak doku ile aynıdır. Kontrast madde iyot içeren (Z = 53) bir bileşikten oluşur ve maksimum iyot konsantrasyonları yaklaşık 350 mg / cm3’tür. Kontrast madde, kullanılacak enjeksiyon oranına bağlı olarak, kabaca 1 ila 3 mm arasında değişen bir kateter aracılığıyla enjekte edilir. Kontrastlı damarların radyografik görüntüleri ﬁlm veya video kullanılarak kaydedilir.

Dijital görüntüleme teknolojisi, anjiyografik görüntülerin elde edilmesinde ve depolanmasında etkili olmuştur. Dijital görüntülemenin en önemli uygulaması dijital çıkarma anjiyografisidir (DSA). Temporal çıkarma, bir ön enjeksiyon görüntüsünün (themask) kümelenmiş olduğu bir DSA modelidir, daha sonra kontrast madde enjeksiyonu gerçekleştirilir ve opaklaştırılmış damar (lar) ın ardışık görüntüleri maskeden alınır ve çıkarılır.

X-ışını Üretimi

İçindekiler

Anjiyografik sistemler, hareketli damarların net görüntülerini üretmek için gerekli olan kısa, yoğun x-ışını pulslarını üretmek için yüksek güçlü, gelişmiş bir x-ışını üretim sistemi gerektirir. Zorunlu maruz kalma süreleri, serebral çalışmalar için 100 ila 200 ms arasında, kardiyak çalışmalar için 1 ila 10 ms arasındadır. Anjiyografik sistemler, ya sabit bir potansiyel jeneratör ya da bir orta/yüksek frekanslı invertör (devrelerdeki frekans ayarını düzenleyen cihazlar) üreteci kullanır. Anjiyo jeneratörler için güç değerleri genellikle 100 kW’ta 80 kW’a eşit veya daha büyüktür ve eşit kare x-ışını atımları üretebilmelidir. Diğer durumlarda (pediatrik kardiyoloji bir
istisna), x-ışını tüpü potansiyelini arzu edilen, yüksek kontrastlı 70 ila 90 kVp aralığında tutmak için 5 ms ve daha büyük pals genişlikleri kullanılır.

Anjiyografi’de Görüntü Nasıl Oluşur?

Film

1950’li yıllardan 1980’lere kadar anjiyografik prosedürü kaydetmek için kullanılan baskın dedektör sistemidir.

Kullanımı hala yaygın olan bir uygulama, kardiyak görüntüleme. Sinüs anjiyografisi, tensi çıkış fosforunda görüntüye optik olarak bağlanmış a35 mm hareketli kamera ile gerçekleştirilir. Primer klinik uygulama koroner anjiyografi ve ventrikülografidir. Aşı anjiyografisi, x-ışını atımları hem kameralı kamera deklanşörü hem de sistem video kamerasının dikey retrakasyonu ile senkronize edilir. Hareket bulanıklığını sınırlamak için, x-ışını pulslarını mümkün olduğunca kısa ancak 10 msn’den daha uzun tutmak istenebilir.

Görüntüleme, genellikle 30 ila 60 kare/sn (fps) bir kare hızında, 5 ila 10 saniye arasında sürmektedir. 60 fps genellikle daha yüksek kalp hızlarıyla karşılaşılan pediatrik çalışmalarda kullanılırken, 30 fps yetişkin çalışmalarında daha tipiktir. Bazı sinüs anjiyografik uygulamalar düzlem görüntüleme sağlar. Koroner lezyonların eksantrikliği ve kardiyak kasılma anormalliklerinin asimetrik doğası, çoklu röntgen projeksiyonlarının elde edilmesini gerektirir. Biplane sistemleri bunun daha küçük bir hasta kontrast yüküyle yapılmasına izin verir. Bu nedenle çift kanatlı sistemler, pediyatrik kat laboratuvarları için bir gereklilik olarak kabul edilmektedir. Bununla birlikte, yetişkin laboratuarları için nispeten daha nadirdirler. Bir çift-düzlem sisteminin AP ve yanal düzlemleri, fazdan dışarı enerjilenir, bu da zıt düzlemden saçılan radyasyonun algılanması nedeniyle görüntü bozulma potansiyeli ile sonuçlanır. Görüntülü olmayan düzlemin hızlanan voltajını kapatan görüntü yoğunluğu, bu sorunu ortadan kaldırmak için kullanılır.

Görüntü Netliği/Video Kamera

Görüntü yoğunluğu, modern anjiyografik prosedür için esastır. Görüntü yoğunluğunun amacı, video ve kameraların kullanılmasına izin vermek için yeterli parlaklığa sahip bir ışık yansıması üretmek ve video kameralarına uygun bağlantıya izin verecek kadar küçük boyutlu bir çıktı görüntüsü üretmektir. Görüntü yoğunluğu, hastanın konumlandırılmasına ve kateter manipülasyonuna ve anjiyografik enjeksiyonun kaydedilmesine (dijital anjiyografi, analog video kaydı, fotopot, sinema) izin veren gerçek zamanlı görüntüleme kabiliyeti (ﬂoroskopi) sağlar.

Görüntü yoğunluğu çıkış fosforları yaklaşık 25 mm çapındadır, ancak uzamsal çözünürlüğü arttırmak için büyük (ör., 50 ila 60 mm) çıkış fosfor görüntü yoğunluğu geliştirilmiştir. Görüntü yoğunluğunun modülasyon transfer fonksiyonu (MTF), esas olarak giriş ve çıkış fosfor aşamaları tarafından belirlenir, böylece belirli bir giriş görüntüsünün daha büyük bir çıkış fosforuna eşlenmesi, sistemin MTF’sini geliştirecektir. Modern bir görüntü yoğunluğunun giriş fosforu, sezyum iyodürdür (CsI). Halen mevcut en büyük görüntü yoğunluğu olan giriş fosforları yaklaşık 16 inçtir. Etkili giriş fosfor çapı kullanıcı tarafından seçilebilir. Örneğin, 9/7/5 olarak adlandırılan bir görüntü yoğunluğu, kullanıcının 9, 7 veya 5 in giriş fosfor çaplarını seçmesine izin verir. Bu seçimler, görüntü yoğun modları olarak adlandırılır. Ayarlanabilir bir giriş fosforunun sağlanması, kullanıcının uzamsal çözünürlük ve görüş alanı arasında alışveriş yapmasına izin vermektir. Daha küçük bir mod, hem görüntü yoğunluğunun MTF’si arttığından hem de video kamera hedefinin sabit boyutuna göre daha küçük bir görüntü alanı çizdiği için daha yüksek uzaysal çözünürlük sağlar.

Optik Sinyaller

Görüntü yoğun çıkış fosforunda bulunan görüntü, optik dağıtıcı tarafından video kameraya ve herhangi bir ﬁlm kamerasına bağlanır. Her kameranın sunduğu ışık yoğunluğunun bağımsız olarak ayarlanabilmesi için her kamera için bir diyafram vardır. Video kamera diyaframı genellikle motor tahrikli bir değişken olan iris iken, ﬁlm kamera diyaframı genellikle sabittir. Sonuç olarak, hem hasta maruziyeti hem de görüntüdeki kuantum gürültüsü seviyesi diyafram tarafından belirlenir. Bir ﬂoroskopik veya dijital anjiyografik görüntüdeki gürültü genliği, optik sistemin f sayısı ile ters orantılıdır. Düzgün bir şekilde ayarlanmış bir ﬂorografik sistemin kuantum havuzu, görüntüde istenen kuantum motifi seviyesini sağlamak için, belirli bir inceleme türü için, görsel perdeden daha büyüktür. X-ışını pozlama faktörleri, uygun diyafram açıklığı ışık seviyesini elde etmek için, otomasyona tabi tutulan bir kontrol (AEC) sistemidir. Bununla birlikte, bazı video sistemleri, maksimum giriş pozlaması büyük bir hastada yeterli ışık seviyelerini sağlamadığında, camera üroskopi sırasında video kamera açıklığını arttırmayı sağlar.

Video Sistem

Anjiyografik bir paketteki video sistemi, kamera kafası, kamera kontrol ünitesi (CCU), video monitörleri ve video kayıt cihazları gibi çeşitli bileşenlerden oluşur. Ayrıca, dijital görüntü işlemcisi video sistemi ile entegre edilmiştir.

Video kamera, sinyal üretiminden sorumludur.

Anjiyografi için kullanılan video kamera alma tüpleri, foto iletken vidicon(Bir video kamerası içinde görüntü üreten elemanların, bir fotoğraf kamerasında olduğu, objelerden yansıyan ışığı bir mercek tarafından topladığı, değişik filtrelerden geçirildikten sonra foto iletken (photo-conductive) maddeyle örtülü, saydam bir yüzey üzerine odakladığı kamera türü) tarzı bir yapıdır. Bu tip bir tüp, düşük hızlı bir tarama ışını kullanır ve taramalı elektron ışını ile hedefin yeniden yüklenmesinden bir sinyal üretir.

DİJİTAL ANJİYOGRAFİ

Dijital görüntüleme teknolojisi, çoğu anjiyografik prosedür için ﬁlm tabanlı kaydın hızla yerini almıştır. Dijital görüntü işleme, anjiyografik görüntünün kontrast ve uzamsal frekans özelliklerini manipüle etme ve prosedür sırasında görüntü verilerine anında erişim sağlama yeteneği sağlar.

Dijital görüntüleme teknolojisinin anjiyografik prosedüre hızlı bir şekilde uygulanması, dijital görüntüleme ortaya çıktığında görüntü yoğunluğu ve video kamera görüntüleme zincirinin kullanıma hazır olması ile kolaylaştırılmıştır. Video kamera çıkışını sayısallaştırmak nispeten basit bir meseledir. Teorik olarak, sayısallaştırma işlemiyle ilişkili kuantizasyon hatalarından dolayı görüntüye ek gürültü eklenir. Bu ek gürültü, sayıca az sayıda dijital seviye kullanılarak küçük bir seviyede tutulabilir, böylece bir dijital seviyenin amplitüdü(Titreşim, dalgalanma ya da salınım gösteren bir nesnenin söz konusu hareketinin, ortalama hareket değerine oranla en üst değeri. özellikle herhangi bir dalga şeklinin maksimum değeri, dalga genliği.), gürültü ile ilişkili görüntü değerlerinde standart sapmanın genliğine yaklaşık olarak eşittir (x-ışını kuantum ve elektronik gürültü). Bu durumu karşılamak için çoğu dijital anjiyografik sistem 10 bit (1024 düzey) analogdan dijitale çevirici (ADC) kullanır. Yüksek gürültülü (diğer bir deyişle düşük x-ışını pozlaması) görüntüleri dijital hale getirmek üzere tasarlanan sistemler, sadece 8-bit (256-seviyeli) ADC’yi kullanabilir. Bu sistemler, kardiyak ve ﬂoroskopik uygulamalar için tasarlanmış olanları içerir.

Bir dijital anjiyografik görüntünün uzaysal çözünürlüğü, x-ışını tüpü odak noktasının boyutu, görüntü yoğunlaştırılmış video kamera zincirinin modülasyon transfer fonksiyonu ve piksel matrisinin boyutu dahil olmak üzere birçok faktör tarafından belirlenir.
Kardiyak olmayan dijital anjiyografik görüntüler için tipik görüntü matrisi boyutları1024 × 1024. Kardiyak sistemleri 512 × 512, 1024 (H) × 512 (V) veya 1024 × 1024 kullanır.

Dijital Görüntü İşlemcisi

Modern bir anjiyografik pakette bulunan dijital görüntü işlemcisi, anjiyografik prosedürün taleplerini karşılamak için özel olarak ayrılmış bir imzalı işarettir. Donanım, video hızlarında gerçek zamanlı işlem yapmak için bir boru hattı işlemcisi olarak yapılandırılmıştır. Bu gereksinimi karşılamak için görüntü çıkarma, bütünleştirme, uzamsallık ve zamansal algoritmalar birbirine bağlıdır.

Klinik olarak en önemli olan görüntü işleme algoritması zamansal çıkarmadır (DSA). Çoğu vasküler çalışma için çıkarma görüntüleme kullanılır. Çıkarma, enjekte edilen kontrast madde miktarında yaklaşık olarak 2 azaltma faktörüne izin verir. Sonuç olarak, DSA çalışmaları ﬁlm/ekran anjiyografiden daha az kontrastlı yük ve daha küçük kateterlerle yapılabilir. DSA’nın birincil kısıtlaması, hasta hareketinden kaynaklanan hatalı kayıtlara karşı hassasiyettir. Hareket eserlerine özellikle hassas olan bazı prosedürler, kesintisiz bir modda rutin olarak gerçekleştirilir. Çıkarılmamış dijital anjiyografik çalışmalar genellikle film/ekran çalışmaları ile aynı miktarda kontrast madde ile gerçekleştirilir. Kardiyak anjiyografi, herhangi bir özel çalışmada, hasta ve solunum hareketinin olmadığı durumlarda, enjeksiyon öncesi ve sonrası hareketlerin yapıldığı, faz-uyumlu maske çıkarmalarını kullanarak yüksek kalitede zaman çıkarmalarını elde etmek mümkün olsa da, genellikle çıkarma olmadan gerçekleştirilen bir prosedürdür. Enjeksiyon kontrast görüntüleri, kardiyak faza göre eşleştirilir. Bunu yapmak için, EKG sinyalini görüntü verileriyle birlikte dijital hale getirmek gereklidir.

Görüntü Depolama

Anjiyografik prosedür sırasında depolama ihtiyaçları modern sabit disklerle kolayca karşılanmaktadır. Bunlar genellikle gerçek zamanlı depolama sağlamak için tasarlanmıştır. Gerçek zamanlı disk teknolojisiyle sağlanan görüntülere anında erişim, dijital anjiyografinin over film üzerindeki en büyük avantajlarından biridir. Flm’nin geliştirilmesini beklemek gereksizdir, ancak hastanın prosedürü tamamlandıktan sonra görüntü verilerinin gözden geçirilmesi, dizinler ve özel inceleme yazılımı tarafından kolaylaştırılır. Örneğin, popüler bir resim menüsü özelliği, kullanıcılara tek bir görüntü veya tam çözünürlüklü görüntü için tüm çalışmayı seçebilecekleri düşük çözünürlüklü bir kolajın sunulmasıdır.

Son çalışmaların çevrimiçi depolanması dijital anjiyografinin bir gücü iken, uzun süreli (arşivleme) depolama bir zayıflıktır. Satıcılar tarafından sağlanan arşiv aygıtları genellikle çeşitli kayıt ortamından yararlanan özel aygıtlardır. Görüntülerin ağ aktarımı için yerleşik bir iletişim protokolü (ACR-NEMA) [NEMA, 1993]. Şu an için, büyük kurumlar ve eğitim hastaneleri sofistike dijital fotoğraf arşivleme ve iletişim sistemlerine (PACS) yatırım yaparken, çoğu kurumda arşivleme ihtiyaçları dijital görüntülerden elde edilen basılı kopyaların depolanmasıyla karşılanmaktadır. Basılı cihazlar arasında çok formatlı kameralar (lazer veya video) ve video termal yazıcılar bulunur. Dijital anjiyografik birime analog veya dijital bir arayüz kullanan lazer kameralar, diyagnostik, geniş formatlı, yüksek kontrastlı, yüksek çözünürlüklü filmler sağlayabilir. CR filmi bir CRT ile açığa çıkaran çok formatlı video kameralar, teşhis kalitesinde görüntüler üretmek için daha ucuz bir yöntemdir, ancak aynı zamanda sürüklenme ve geometrik bozulmalara karşı daha hassastırlar. Termal yazıcı görüntüleri genellikle geçici basılı kopya görüntülerini oluşturmak için uygun bir yöntem olarak kullanılır.

ÖZET

On yıllar boyunca, x-ışını projeksiyonu ﬁlm /ekran anjiyografi, vasküler hastalık tanısı için mevcut olan tek invaziv modaliteydi. Şimdi, çoğu x-ışını projeksiyonu anjiyografisinden daha az invaziv olan kardiyovasküler sistemi incelemek için birkaç görüntüleme modalitesi mevcut. Bununla birlikte, son on yılda konvansiyonel anjiyografi de önemli ölçüde değişmiştir. Dijital anjiyografi çoğu uygulamada ﬁ lm / ekran anjiyografinin yerini almıştır. Ayrıca, translüminal girişimsel tekniklerin kullanımı ve kabiliyetleri mantarlıdır ve bu girişimsel prosedürleri desteklemek için dijital anjiyografik işlemci modları önemli ölçüde genişlemiştir. Sonuç olarak, MR anjiyografi gibi daha az invaziv teknolojiler konvansiyonel anjiyografinin tanısal uygulamalarına girerken, X-ray projeksiyon anjiyografinin uzun yıllar boyunca önemli bir klinik modalite olmaya devam etmesi muhtemeldir.

KAYNAKÇA: