冠脉造影的立体感知秘密：透视原理通俗解读（科普版）

首先X线透视和透视原理是两个东西，咱们常说的X线透视（X-ray fluoroscopy）指的是X线具有穿透障碍物看到里面物体的功能，而这里的透视（perspective）原理指的是观察者观察物体时，离观察者近的物体会放大，离观察者远的物体会变小。人类的美术创作经历了从纸面的二维走向三维、从“模仿自然”到遵从主观意识自由表达的历程，人类最早开始美术创作之时，没有“透视”的概念，画的都是平面图（图1A）。进入文艺复兴时期后画家们才开始理解并应用透视原理，精准的透视关系让写实主义达到了巅峰。自此，艺术家们拥有了将三维世界搬运到二维纸面的方法，艺术模仿自然的理想得以实现（图1B）。

图1

行成透视这个现象的原因呢是瞳孔成像导致的，其本质就是以瞳孔（视点）为中心的中心投影， 而DSA成像是以 X 线球管为中心的中心投影，也遵循离X线球管“近大远小”的原则。因此，冠脉造影本质上就是将 X 线球管作为视点的立体图而非平面图 （图2）。

图2

但是为啥大家老觉得冠脉造影是平面图呢？因为目前大多数医生认为冠脉造影是从探测器而非X 线球管看到的冠状动脉，甚至常用的投照体位（头/足位或者左/右前斜），也指的是探测器位置而非 X线球管位置。 视点选择错了就没法建立立体感知，下面这个视频就能直观帮助大家理解这一点，可以看到当观察者的视点一变立体图立马就成平面图了（视频1）。

视频1

介绍完这个原理后，大家看看我用心脏模型做的造影是不是立体感就油然而生了（视频2）？

视频2

大家在看这个造影的时候有没有觉得机架旋转的时候心脏图像会跟着转？但到底这图像是怎么转的又不好描述，我这先说下结论： 头足位旋转轴与显示屏的上下边缘平行，左右位旋转轴与显示屏的左右边缘成角，角度等于头足位角度 （图3）。为什么呢？原因如下：屏幕上显示的图像是探测器上的图像，因此探测器的边缘与屏幕的边缘相同（图 4A）。由于探测器固定在 C 臂上，C 臂的旋转轴始终与探测器的上下边缘平行，因此与 C 臂轴对应的头足位旋转轴也始终与屏幕的上下边缘平行，而与枢轴臂旋转轴（对应左右位旋转轴）的角度无关（图 4B）。此外，由于 C 臂旋转时相对于枢轴臂旋转轴移动，固定在 C 臂上的探测器也相对于枢轴臂旋转轴移动。因此，枢轴臂旋转轴与探测器的左右边缘会随着 C 臂的旋转角度而成角（图 4C），从而左右位旋转轴（与枢轴臂旋转轴对应）与显示屏（与探测器对应）的左右边缘也会随着 C 臂的旋转角度而成角。大家可以看看我用这两个旋转轴在计算机模拟的视频是不是和上面的造影视频很接近啦（视频3）？

图3

图4

视频3

如果还有不懂的，咱们可以评论区继续讨论，当然以上的文字有很多不严谨的地方，主要就是为了通俗易懂，大家要是想看专业的论证过程，可以再回去看我那篇专业文章。