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前言:近年來,隨著我國人口老齡化加劇和不健康生活方式的流行,血管疾病的發(fā)病率呈現(xiàn)持續(xù)上升趨勢,心血管疾?。–VD)已成為我國居民健康的重大威脅。作為極為重要的心血管疾病的診斷技術(shù),數(shù)字剪影血管造影系統(tǒng)(Digital Subtraction Angiography,DSA)在臨床診斷和介入治療中越來越發(fā)揮著不可替代的作用。同時,隨著高速采集技術(shù)的飛速發(fā)展,DSA技術(shù)也迎來了前所未有的革新與進步,取得更多地創(chuàng)新和發(fā)展。
一、 DSA起源與概念
從剪影技術(shù)到精確醫(yī)療的奠基 DSA 即數(shù)字剪影血管造影系統(tǒng)(Digital Subtraction Angiography),它誕生于20世紀60年代,是一種先進的醫(yī)學(xué)成像技術(shù),其核心原理是將對比劑注入血管后,利用X射線成像并通過減影技術(shù)去除背景組織,僅保留血管內(nèi)的對比劑影像,從而實現(xiàn)對血管病變的精準診斷。
早期的DSA設(shè)備依賴進口,主要用于心血管疾病的診斷,如冠狀動脈造影和心臟瓣膜評估。隨著計算機技術(shù)和高速數(shù)據(jù)采集技術(shù)的突破,DSA逐漸從單純的診斷工具演變?yōu)榻槿胫委煹摹皩?dǎo)航儀”,成為微創(chuàng)手術(shù)(如支架植入、腫瘤栓塞)的核心設(shè)備。
圖片DSA冠狀動脈造影手術(shù)(圖片來源于網(wǎng)絡(luò))
二、技術(shù)原理及系統(tǒng)架構(gòu):圖像處理與精確成像
DSA的工作流程包括圖像采集、圖像處理和圖像重建與分析等幾個步驟。首先通過基于高速采集技術(shù)的DSA設(shè)備獲取血管的原始圖像數(shù)據(jù),然后對采集到的圖像數(shù)據(jù)進行預(yù)處理和后處理,包括增強、去噪等,再利用利用處理后的圖像數(shù)據(jù)重建出三維圖像,并進行分析和解釋。
DSA的關(guān)鍵技術(shù)包括以下幾種技術(shù): 一、數(shù)字減影技術(shù):通過兩次成像,減影去除背景,突出血管影像 實時成像技術(shù):實時顯示血管影像,便于醫(yī)生觀察和診斷。二、多平面重建技術(shù):從不同角度觀察血管影像,提高診斷準確性 血管追蹤技術(shù):自動追蹤血管,便于醫(yī)生對血管病變進行定位和定量分析。 圖像基礎(chǔ)上,按照標準三步操作流程,進行腫瘤的識別、選擇、栓塞和確認。
圖像基礎(chǔ)上,按照標準三步操作流程,進行腫瘤的識別、選擇、栓塞和確認(圖片來源于網(wǎng)絡(luò))
西門子量子能譜血管造影系統(tǒng)(圖片來源于網(wǎng)絡(luò))
三、前景探究:市場廣闊,國產(chǎn)化率不斷提升
我國DSA行業(yè)發(fā)展初期主要依賴進口設(shè)備,但隨著技術(shù)的進步和產(chǎn)業(yè)政策的支持,我國開始自主研發(fā)DSA設(shè)備,并逐漸打破國外壟斷。早期由西門子、飛利浦、GE等國際品牌主導(dǎo)的DSA市場,近年來也被聯(lián)影、東軟、安科等國產(chǎn)企業(yè)通過技術(shù)突破和成本優(yōu)勢打破,國產(chǎn)設(shè)備市場份額逐步提升至30%-40%。但是在高端市場方面,DSA設(shè)備仍以進口為主。
2020年DSA市場情況(圖片來源于網(wǎng)絡(luò))
隨著我國老齡化進一步加劇,心血管疾病、腫瘤等發(fā)病率上升,DSA臨床需求持續(xù)增長。同時國家也出臺了一系列產(chǎn)業(yè)利好政策,如《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》《“健康中國2030”規(guī)劃》等,醫(yī)療器械國產(chǎn)化政策及醫(yī)保覆蓋的進一步擴大,也推動基層醫(yī)療機構(gòu)對DSA設(shè)備的采購需求。
據(jù)統(tǒng)計,我國DSA市場規(guī)模從2015年的約20億人民幣增長到2023年的超過40億人民幣,復(fù)合年增長率達到約20%。在技術(shù)不斷進步和市場需求的共同作用下,DSA市場行業(yè)規(guī)模有望在未來繼續(xù)保持穩(wěn)定增長態(tài)勢。據(jù)預(yù)測,到2025年,我國DSA市場規(guī)??蛇_到60億人民幣及以上。
DSA設(shè)備2023-2030市場預(yù)測
四、“零噪聲”技術(shù):高速采集的強大支撐
作為DSA設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)之一,高速采集技術(shù)幫助DSA系統(tǒng)在極短的時間內(nèi)連續(xù)獲取一系列圖像,從而實現(xiàn)了對心臟和血管動態(tài)變化的實時監(jiān)控。這種能力對于評估心臟功能、血液流動模式以及病變血管的反應(yīng)至關(guān)重要。醫(yī)生可以依據(jù)這些實時數(shù)據(jù),更精確地制定診斷和治療計劃,特別是在介入治療過程中,DSA提供的實時反饋能夠指導(dǎo)醫(yī)生進行精確的導(dǎo)管操作,顯著降低了手術(shù)風險。
此外,高速采集技術(shù)還促進了DSA圖像質(zhì)量的進一步提升。通過快速連續(xù)的圖像采集,系統(tǒng)能夠更有效地減少運動偽影,從而確保圖像的清晰度和準確性。這不僅有助于醫(yī)生更準確地識別血管結(jié)構(gòu)和病變情況,還為后續(xù)的圖像分析和處理提供了堅實的基礎(chǔ)。
值得一提的是,2025年2月18日,中國科學(xué)院院士葛均波教授團隊在復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院成功完成了全球首臺聯(lián)影“零噪聲”數(shù)字減影血管造影(DSA)復(fù)雜冠脈介入(PCI)手術(shù)。
“零噪聲”手術(shù)(圖片來源于網(wǎng)絡(luò))
這場手術(shù)的成功不僅標志著聯(lián)影首創(chuàng)的“零噪聲”醫(yī)學(xué)影像技術(shù)正式投入臨床應(yīng)用,更開啟了冠脈介入手術(shù)的新紀元,是高速采集技術(shù)進步的一個顯著例證。該技術(shù)通過優(yōu)化成像系統(tǒng),幾乎完全消除了圖像中的干擾性噪點,從而實現(xiàn)了圖像質(zhì)量的顯著提升。 這一突破不僅得益于高速采集技術(shù)的支持,還離不開深度學(xué)習、圖像配準等先進技術(shù)的綜合運用。
展望未來,隨著高速采集技術(shù)的不斷進步和DSA技術(shù)的持續(xù)創(chuàng)新,我們有理由相信,DSA將在心血管疾病的診斷和介入治療中發(fā)揮更加重要的作用。同時,我們也期待DSA技術(shù)能夠在未來實現(xiàn)更加高度一體化、系統(tǒng)化、程序化、自動化和網(wǎng)絡(luò)智能化的方向發(fā)展,為醫(yī)學(xué)領(lǐng)域帶來更多的創(chuàng)新和突破。