เทคนิคการซ้อนทับเพื่อลบภาพทางรังสีหลอดเลือด

Subtraction Technique in Angiography

เอกลาภ  มานะกิจไพบูลย์      วท.บ. รังสีเทคนิค

กฤตญา   สายศิวานนท์         วท.บ. รังสีเทคนิค

ชัยวัฒน์  เชิดเกียรติกุล          วท.บ. รังสีเทคนิค

วิธวัช      หมอหวัง               วท.บ. รังสีเทคนิค

ภาควิชารังสีวิทยา  คณะแพทยศาสตร์ศิริราชพยาบาล  มหาวิทยาลัยมหิดล

เอกลาภ มานะกิจไพบูลย์, กฤตญา สายศิวานนท์, ชัยวัฒน์ เชิดเกียรติกุลและวิธวัช หมอหวัง.  เทคนิคการซ้อนทับเพื่อลบภาพทางรังสีหลอดเลือด. วารสารชมรมรังสีเทคนิคและพยาบาลเฉพาะทางรังสีวิทยาหลอดเลือดและรังสีร่วมรักษาไทย, 2553; 4(1):  28-33 

คำนำ 

เครื่อง Digital Subtraction Angiography (DSA) เป็นเครื่องเอกซเรย์ที่มีพัฒนาการมาเช่นเดียวกับเครื่อง Fluoroscopy โดยใช้หลักการให้รังสีผ่านอวัยวะที่ต้องการตรวจในผู้ป่วยตกกระทบกับตัวหรืออุปกรณ์รับรังสี ซึ่งทำหน้าที่รับ และขยายสัญญาณทำให้เกิดภาพแสดงที่จอได้ แต่เครื่อง DSA จะเน้นที่การตรวจระบบหลอดเลือดของร่างกายเป็นหลักอันได้แก่ หลอดเลือดสมอง หลอดเลือดลำตัว และระยางค์ เครื่องดังกล่าวมีเครื่องมือพิเศษในการปรับแก้ไขภาพที่ได้จากการตรวจให้มีคุณภาพสำหรับการวินิจฉัยโรคได้ดี โดยเฉพาะอย่างยิ่งเทคนิคการซ้อนทับเพื่อลบภาพในส่วนที่ไม่ต้องการออกที่เรียกว่า Subtraction

หลักการและเหตุผล 

        เนื่องจากเครื่อง DSA พัฒนาร่วมกันระหว่างเทคโนโลยีด้านคอมพิวเตอร์กับเครื่องเอกซเรย์เข้าด้วยกันเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของเครื่องเอกซเรย์และการตรวจวินิจฉัยโรค เป็นการลดขั้นตอนการตรวจ ระยะเวลาที่ใช้ รวมทั้งค่าใช้จ่ายต่างๆ ในการตรวจ เก็บและส่งผ่านข้อมูลได้รวดเร็ว ซึ่งการทำ Subtraction นับเป็นหนึ่งผลลัพธ์จากการใช้โปรแกรมคอมพิวเตอร์ในขั้นตอนการปรับแต่งและแสดงภาพที่ผ่านกระบวนการซ้อนทับภาพอย่างสมบูรณ์ ทำให้ได้ภาพหลอดเลือดที่ชัดเจน โดยไม่มีส่วนของกระดูก และเนื้อเยื่อที่อยู่รอบๆ เหลืออยู่ ดังนั้นผู้ปฏิบัติงานด้านนี้ควรศึกษาถึงเทคนิคและวิธีการในการทำ Subtraction ดังกล่าว เพื่อให้เกิดความเข้าใจวิธีการและสามารถใช้งานเครื่องได้อย่างมีประสิทธิภาพได้สูงสุด

คำจำกัดความ 

ก่อนจะทราบถึงเทคนิคต่างๆ เพื่อให้เกิดความเข้าใจตรงกัน ควรทราบคำนิยามของคำต่อไปนี้

ภาพเนกาทีฟ (Negative image) หมายถึง ภาพถ่ายรังสีทั่วไปที่แสดงลักษณะภาพกระดูกเป็นสีขาว อากาศเป็นสีดำ

ภาพโปซิทีฟ (Positive image) หมายถึง ภาพที่แสดงลักษณะตรงกันข้ามกับภาพเนกาทีฟ

ภาพมาส หรือ สำเนาต้นแบบ (Mask image) หมายถึง ภาพถ่ายภาพแรกที่เป็นภาพของอวัยวะในบริเวณที่ต้องการตรวจซึ่งจะต้องกระทำก่อนการฉีดสารทึบรังสีเข้าไปในอวัยวะที่ต้องการตรวจ ภาพนี้จะเป็นภาพที่จะนำมาใช้ในการซ้อนทับกับภาพที่มีการฉีดสารทึบรังสีเข้าไป เพื่อเป็นการลบในบริเวณที่เหมือนกันระหว่างภาพที่ไม่มีสารทึบรังสีกับภาพที่มีสารทึบรังสีในอวัยวะนั้น ทำให้สามารถมองเห็นส่วนที่ต้องการ เช่น มองเห็นเฉพาะส่วนของหลอดเลือดเท่านั้น

ภาพสารทึบรังสี (Contrast media image) หมายถึง ภาพที่มีการฉีดสารทึบรังสีเข้าไปในอวัยวะที่ต้องการตรวจ

ภาพซับแทรกชั่น (Subtraction image) หมายถึง ภาพหลอดเลือดที่เห็นชัดเจนขึ้นหลังการฉีดสารทึบรังสี หลังจากผ่านโปรแกรมการซ้อนทับภาพ ซึ่งช่วยให้เห็นภาพการตรวจที่รวดเร็วขึ้น

เทคนิคการซ้อนทับเพื่อลบภาพ (Subtraction Technique)

        มี 4 ขั้นตอนด้วยกันดังนี้

1. การซ้อนทับเพื่อลบภาพแบบสำเนาต้นฉบับ (Mask Subtraction)

        เนื่องจากการซ้อนทับเพื่อลบภาพด้วยวิธีดังกล่าวมีทั้งเทคนิคที่ทำด้วยมือและเครื่อง ซึ่งมีวิธีการคล้ายกันเพียงแต่การลบภาพด้วยเครื่องจะใช้ระบบคอมพิวเตอร์มาช่วยในทุกขั้นตอน จึงขออธิบายด้วยวิธีทำด้วยมือ เพื่อให้เข้าใจยิ่งขึ้น

          1.1 ถ่ายภาพรังสีทั่วไปของอวัยวะต้นแบบที่ต้องการตรวจ (Original image)

          1.2 นำภาพต้นแบบ (Original image) มาทำสำเนาต้นแบบ (Mask image) โดยนำภาพต้นแบบประกบกับฟิล์มซับแทรกชั่น (Subtraction film) ผ่านแสงเหนือม่วง (Ultraviolet) ตามระยะเวลาที่พอเหมาะ (1-2 วินาที ขึ้นกับความดำของภาพต้นแบบ) จากนั้นนำฟิล์มซับแทรกชั่นไปผ่านกระบวนการล้างฟิล์ม ภาพที่ได้จะมีลักษณะตรงกันข้ามกับฟิล์มต้นฉบับ คือ ลักษณะของภาพสำเนาต้นแบบเป็นโปซิทีฟ ภาพกระดูกเป็นสีดำ อากาศเป็นสีขาว

          1.3 เลือกภาพที่มีการฉีดสารทึบรังสี (Contrast media image) ที่ได้จากการตรวจโดยท่าของผู้ป่วยต้องอยู่ในลักษณะเดียวกับภาพต้นแบบทุกประการ

          1.4 นำภาพสำเนาต้นแบบ, ภาพที่ฉีดสารทึบรังสี, ฟิล์มซับแทรกชั่น มาประกอบกัน โดยต้องวางซ้อนทับกันพอดี นำไปผ่านแสงเหนือม่วง (Ultraviolet) และผ่านกระบวนการล้างฟิล์ม ซึ่งจะเห็นภาพหลอดเลือดชัดเจนขึ้น และขจัดส่วนที่ไม่ต้องการ เช่นกระดูก และเนื้อเยื่อที่อยู่รอบๆ ออกไป

          จะเห็นได้ว่าการซ้อนทับเพื่อลบภาพแบบสำเนาต้นฉบับจะเป็นการถ่ายภาพค่าเดียวตลอดการตรวจ สะดวก ง่ายต่อการทำ แต่ถ้าผู้ป่วยเคลื่อนไหวระหว่างตรวจจะทำให้ได้ภาพไม่ชัดเจน

2. การซ้อนทับเพื่อลบภาพด้วยพลังงาน (Energy subtraction)

เป็นเทคนิคที่ใช้พลังงาน 2 ค่า จากแหล่งกำเนิดไฟฟ้าที่มีศักย์ไฟฟ้าสูง ซึ่งสามารถเปลี่ยนศักย์ไฟฟ้าได้อย่างรวดเร็วร่วมกับแผ่นกรองรังสีสองชนิดคือ อะลูมิเนียมหนาประมาณ 4 มิลลิเมตร ทองแดงหนา 2 มิลลิเมตร วางสลับกันบนล้อหมุนขวางลำรังสีไว้ แล้วอาศัยปฎิกิริยาทางโฟโตอิเลคติก ของกระดูกเนื้อเยื่อ และไอโอดีนในเส้นเลือดที่มีความแตกต่างกัน ซึ่งวิธีการดังกล่าวจะช่วยลดภาพที่เกิดจากการเคลื่อนไหวของผู้ป่วยได้บางส่วนแต่อาจจะลบภาพกระดูกออกได้ไม่หมด อาจมองเหมือนภาพรบกวนได้

3. การซ้อนทับเพื่อลบภาพแบบช่วงเวลาต่างกัน (Time Interval Different: TID)

เป็นเทคนิคการตรวจโดยการกำหนดภาพสำเนาต้นแบบ เป็นชุดที่มีจำนวนที่แน่นอน แต่มีระยะเวลาที่แตกต่างกันมาซ้อนทับกันเป็นช่วงๆ  เช่น ชุดที่หนึ่งประกอบด้วยภาพตั้งแต่ภาพที่ (1-3) ชุดที่สองประกอบด้วยภาพที่ (8-10) เมื่อมีการซ้อนทับจะนำภาพชุดที่หนึ่งกับชุดที่สองมาซ้อนทับกันตามลำดับ ซึ่งวิธีนี้ไม่ค่อยนิยม เนื่องจากต้องทำหลังจากเสร็จสิ้นการตรวจแล้ว และมักใช้กับการตรวจอวัยวะที่มีการเคลื่อนไหว เช่นหัวใจ หรือต้องทำการซ้อนทับภาพเพื่อแก้ไขภาพที่ไม่ชัดเจนจากการตรวจในช่วงเวลาที่ผู้ป่วยเคลื่อนไหวขณะตรวจ

4. การซ้อนทับเพื่อลบภาพสองเทคนิค (Hybrid subtraction)

เป็นเทคนิคที่นำเอาเทคนิคการซ้อนทับเพื่อลบภาพด้วยพลังงานและเทคนิคการซ้อนทับเพื่อลบภาพแบบสำเนาต้นฉบับมารวมกันเพื่อนำส่วนที่ดีมาใช้ประโยชน์ได้ คือ ภาพที่มีส่วนรบกวนจากการเคลื่อนไหวของผู้ป่วยถูกขจัดไปด้วยการลบภาพด้วยพลังงานที่ต่างกัน และภาพรบกวนที่เกิดจากกระดูกถูกขจัดด้วยการลบภาพแบบสำเนาต้นฉบับ

สรุป

     ปัจจุบันผลิตภัณฑ์ของเครื่องเอกซเรย์ DSA เกือบทุกบริษัท ล้วนนำระบบคอมพิวเตอร์เข้ามาใช้งานประมวลผล โดยการเพิ่มโปรแกรมต่างๆ ทำให้เครื่องเอกซเรย์มีประสิทธิภาพในการใช้งานมากขึ้นทั้งในด้านของการควบคุมเครื่องเอกซเรย์ ขณะปฏิบัติงาน และกระบวนการรับสัญญาณจนถึงเทคนิคการสร้างภาพที่ต้องการรายละเอียดของหลอดเลือดเพียงอย่างเดียว โดยอาศัยโปรแกรมการซ้อนทับเพื่อลบภาพ (Subtraction Technique) ต่างๆ ดังกล่าวมาข้างต้น หรือพัฒนาต่อไปอย่างไม่มีที่สิ้นสุดทั้งนี้เพื่อประโยชน์ต่อการตรวจวินิจฉัยหรือการรักษาโรคต่างๆ  มีความถูกต้องแม่นยำยิ่งขึ้น ดังนั้นเจ้าหน้าที่ผู้ปฎิบัติงานจึงควรศึกษา และเรียนรู้ในโปรแกรมต่างๆ ของเครื่องเอกซเรย์ DSA เพื่อให้เกิดประโยชน์สูงสุดในการปฎิบัติงาน

เอกสารอ้างอิง 

1. เพชรากร  หาญพานิชย์, อุปกรณ์สร้างภาพทางรังสี, พิมพ์ครั้งที่ 2 : 2548
2. Dowsett DJ. Kenny PA.and R.Johnston E. Digital Fluoroscopy (DF) and Digital Subtraction Angiography (DSA). The Physics of Diagnostic Imaging. London :Chapman : 1998
3. Bushong SC. Digital X-ray Imaging.ST Louis:Mosby:2001