Revolution寶石能譜CT在減少腰椎內(nèi)固定引起的硬化偽影中的應(yīng)用

胡永志 梁媛

[摘要] 目的 探究Revolution寶石能譜CT在減少腰椎內(nèi)固定在CT檢查中產(chǎn)生的硬化偽影的應(yīng)用價(jià)值;探究在減少該硬化偽影中的最佳單能量值。 方法 方便收集2017年7月—2018年1月南京醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院的55例腰椎內(nèi)固定術(shù)后的患者在GE Revolution CT下進(jìn)行的寶石能譜掃描（Gemstone Spectral Imaging，GSI），在40～140 keV間，以2.5 mm層厚，結(jié)合金屬偽影去除功能（Metal ArtifactsRemoval，MAR），重建出間隔為5 keV的21組單能量（Mono）圖像，以此分析在不同單能量下金屬偽影的殘余程度。由3名診斷醫(yī)師采用3分法評(píng)分獨(dú)立評(píng)價(jià)各成像的圖像質(zhì)量，進(jìn)行醫(yī)生的Cronbachs Alpha 重復(fù)性測(cè)定和評(píng)分?jǐn)?shù)據(jù)的Mann-Whitney U統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。 結(jié)果 3位醫(yī)生的Cronbachs Alpha分別為0.956、0.963、0.982，認(rèn)為有非常好的重復(fù)性。3位醫(yī)生對(duì)3組圖像做出的評(píng)分稍有區(qū)別，但整體一致。由腰椎內(nèi)固定引起的硬化偽影，在90～140 keV的單能量條件下明顯減少，在120～140 keV下更為顯著，但高于125 keV的單能量下，軟組織影像分辨率下降;120 keV的單能量值下，圖像評(píng)分優(yōu)于其他單能量值，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.001）。 結(jié)論 為了減少腰椎內(nèi)固定造成的金屬偽影，在進(jìn)行寶石能譜CT掃描時(shí)，120keV是成像的最佳的單能量。

[關(guān)鍵詞] 寶石能譜CT;腰椎內(nèi)固定;金屬硬化偽影

[中圖分類(lèi)號(hào)] R445? ? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A? ? ? ? ? [文章編號(hào)] 1674-0742（2019）01（a）-0181-04

隨著金屬植入術(shù)被廣泛地應(yīng)用于臨床，如顱內(nèi)血管病變中動(dòng)脈瘤介入治療的彈簧圈栓塞、金屬假牙或牙內(nèi)填充物、穿刺活檢的穿刺針、心臟起搏器和骨科置換的人工關(guān)節(jié)及金屬螺釘?shù)龋@些帶有金屬植入物的患者的 CT 圖像診斷已經(jīng)成為放射科醫(yī)生日常工作的一部分。偽影是指在掃描過(guò)程中由于設(shè)備或患者的原因而產(chǎn)生的一些與被掃描的組織結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)的異常影像，這些異常影像降低了圖像的質(zhì)量，掩蓋正常組織和病變，甚至影響了對(duì)病變的分析診斷。常規(guī)CT無(wú)法克服金屬植入物的線束硬化偽影，影響了臨近結(jié)構(gòu)的顯示與觀察，從而給手術(shù)后的療效判斷帶來(lái)了一定的困難。而寶石能譜 CT 成像（gemstone spectral imaging，GSI）可以克服傳統(tǒng)CT 混合能量圖像的缺陷，將復(fù)雜的 X 線衰減線性化，克服圖像硬化偽影，從而降低或者消除體內(nèi)金屬植入物硬化偽影。腰椎椎弓根螺釘內(nèi)固定術(shù)后影像學(xué)檢查的目的在于確定植入物的位置是否滿意及有無(wú)影響到椎管和椎間孔而造成壓迫[1]。因此，筆者采用寶石能譜CT成像，來(lái)評(píng)價(jià)其在減少腰椎內(nèi)固定術(shù)后金屬植入物偽影中的價(jià)值，并得到該成像中的最佳單能量值，以期能幫助影像醫(yī)生做出更準(zhǔn)確的診斷并滿足臨床的需求。分析2017年7月—2018年1月間在該院行腰椎內(nèi)固定術(shù)后，進(jìn)行過(guò)寶石能譜掃描的55例患者的臨床資料，報(bào)道如下。

1? 資料與方法

1.1? 一般資料

方便收集南京醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院的腰椎內(nèi)固定術(shù)后，進(jìn)行過(guò)寶石能譜掃描的患者，男女不限，最終納入患者55例，其中男性患者34例，女性患者21例，年齡18～65歲，平均年齡（46±12）歲。

1.2? 檢查前準(zhǔn)備

去除腰椎部位體外金屬異物及厚衣物，無(wú)需呼吸訓(xùn)練。

1.3? 儀器與參數(shù)

采用GE公司Revolution 256排高清能譜CT掃描儀。掃描體位頭先進(jìn)仰臥位，兩手上舉過(guò)頭頂，采用GSI能譜掃描方法，80 mm探測(cè)器，smart mA，層厚2.5 mm。重建單能量的DataFile，重建參數(shù)見(jiàn)表1。

1.4? 評(píng)價(jià)方法

由3位放射科主治醫(yī)師用盲法獨(dú)立對(duì)椎弓根釘層面的40～140keV單能量圖像進(jìn)行主觀評(píng)分，根據(jù)金屬植入物對(duì)圖像質(zhì)量的影響，記為3、2、1、0分。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2。

1.5? 統(tǒng)計(jì)方法

采用SPSS 18.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件處理數(shù)據(jù)，首先對(duì)3位醫(yī)生兩次評(píng)分的數(shù)據(jù)以Cronbachs Alpha系數(shù)來(lái)評(píng)價(jià)觀察者自身重復(fù)性，ICC代表測(cè)量的重復(fù)性，ICC<0.2表示重復(fù)性差，0.2～0.4表示一般，0.4～0.75表示好，>0.75表示重復(fù)性非常好，然后對(duì)3組評(píng)分進(jìn)行兩兩的Mann-Whitney U檢驗(yàn)，P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2? 結(jié)果

2.1? 觀察者重復(fù)性評(píng)價(jià)

3位醫(yī)生的Cronbachs Alpha分別為0.956、0.963、0.982，認(rèn)為有非常好的重復(fù)性。

2.2? 影像醫(yī)生評(píng)分結(jié)果

3位醫(yī)生對(duì)圖像的評(píng)分稍有區(qū)別，但整體一致。見(jiàn)圖1，偽影主要位于椎弓根釘長(zhǎng)軸方向，MAR功能開(kāi)啟時(shí)，圖像偽影明顯減輕。如圖2所示，隨著keV增加，圖像金屬偽影呈減少趨勢(shì)，沿椎弓根釘長(zhǎng)軸方向上的暗帶狀偽影變短、變細(xì)，組織結(jié)構(gòu)密度增高;隨著keV增加，椎弓根釘以及椎弓根皮質(zhì)顯示更清晰，椎弓根釘與周?chē)琴|(zhì)界限更清晰;但隨著keV增加，椎弓根釘橫徑逐漸變細(xì)，椎弓根釘周?chē)浗M織對(duì)比度呈降低趨勢(shì)。40～75 keV圖像較140 kVp圖像偽影多，椎弓根皮質(zhì)及椎弓根釘邊緣顯示不清，圖像質(zhì)量不佳;80 keV與140 kVp圖像相仿;在120～140 keV的較高keV范圍內(nèi)，隨著keV增加，骨窗（1800，650，Bone）圖像質(zhì)量相仿;軟組織窗（350，40，Stnd）下，軟組織對(duì)比度逐漸降低（圖3）。在80～120 keV范圍內(nèi)，隨著keV增加，主觀評(píng)分的均值增高;在125～140 keV內(nèi)，主觀評(píng)分的均值呈下降趨勢(shì)，見(jiàn)表3。單因素方差分析結(jié)果為40～75keV范圍內(nèi)評(píng)分差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05），80 keV圖像評(píng)分與140 kVp圖像評(píng)分差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05），余單能量水平與140 kVp圖像主觀評(píng)分差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。評(píng)分及統(tǒng)計(jì)學(xué)分析見(jiàn)表3、4。

圖1? ?A、B均為軟組織窗（350，40，Stnd），A為120keV，MAR功能關(guān)閉;B為120keV，MAR功能開(kāi)啟。MAR功能開(kāi)啟時(shí)，圖像偽影明顯減輕。

圖2：圖2（A～F）均為骨窗（1800，650，Bone）MAR開(kāi)啟。 80～120keV范圍內(nèi)，隨keV升高，椎弓根釘逐漸清晰;但大于120keV的高keV范圍內(nèi)，圖像相仿。

圖3：A、B均為軟組織窗（350，40，Stnd）MAR開(kāi)啟，A為120 keV，B為140 keV?？梢?jiàn)大于120 keV的圖像，雖不影響觀察，但組織分辨率略有下降。

3? 討論

偽影是指在掃描過(guò)程中由于設(shè)備或患者的原因而產(chǎn)生的一些與被掃描的組織結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)的異常影像，這些異常影像降低了圖像的質(zhì)量，掩蓋正常組織和病變，甚至影響了對(duì)病變的分析診斷。由于金屬密度較高，X線穿過(guò)金屬時(shí)，強(qiáng)度發(fā)生了急劇衰減，導(dǎo)致探測(cè)器采集到的周?chē)M織衰減信息失真，進(jìn)而重建出的圖像發(fā)生變化，從而產(chǎn)生了金屬偽影。CT檢查中的X線并不是單能量的單色X線，對(duì)X 線吸收能力強(qiáng)的物質(zhì)，其CT值高于對(duì)X線吸收能力弱的物質(zhì)，當(dāng)穿過(guò)人體時(shí)低能量射線比高能量射線衰減快，從而使透過(guò)物體的射線能譜發(fā)生變化，光子的平均能量升高，這就是射束硬化現(xiàn)象[2]。常規(guī)CT無(wú)法消除金屬硬化偽影[3-4]。通過(guò)Revolution寶石CT的能譜掃描，可以獲得40～140 keV的任意單能量圖像，低能量水平的 X 線（40～70 keV）穿透力低，易被吸收，圖像對(duì)比度會(huì)增強(qiáng)，但金屬偽影較重;過(guò)高能量水平的X線（120～140 keV）穿透力高[5-6]，金屬植入物引起的偽影減除效果明顯，圖像的噪聲減低，但對(duì)比度減弱，軟組織的層次對(duì)比欠佳。所以，在能譜CT可重建出的101個(gè)單能量中，可以找到一個(gè)平衡點(diǎn)，此時(shí)金屬偽影消除程度較高，軟組織分辨率所受影響也比較小;再結(jié)合金屬偽影去除技術(shù)（MAR），重建出質(zhì)量較高的、符合診斷需求的圖像，有較高的臨床價(jià)值[7-10]。

該研究的局限性在于：能譜CT掃描時(shí)，遇到比較肥胖的個(gè)體，掃描條件受到球管熱容量限制;因能譜CT掃描的特殊性，許多掃描參數(shù)為機(jī)器自動(dòng)設(shè)置，參數(shù)無(wú)法完全一致。此外，該研究中的樣本數(shù)量仍較少，不能更充分的反映不同單能量間的圖像質(zhì)量差別。

綜上所述，腰椎內(nèi)固定術(shù)后的患者在進(jìn)行寶石能譜CT掃描時(shí)，120 keV是成像的最佳的單能量。結(jié)合金屬偽影去除技術(shù)（MAR），可重建出高質(zhì)量的圖像，大大減少椎弓根釘所產(chǎn)生的偽影對(duì)圖像質(zhì)量的影響，從而避免了漏診、誤診，為影像診斷以及臨床治療提供更大的幫助。

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（收稿日期：2018-09-25）