寶石能譜CT不同成像技術(shù)在去除人體金屬植入物偽影中的應(yīng)用價(jià)值▲

黃建寧 丁 可 周豎平 黃瑞歲 慕 鑒 何 飛 劉秋雙

(廣西南寧市第二人民醫(yī)院1 影像科，2 脊柱外科，南寧市 530031，電子郵箱：11796290qq.com)

四肢外傷骨折和因血管病變行介入治療術(shù)的患者在臨床治療過程中常需植入金屬物。然而，由于光子饑餓、部分容積效應(yīng)、散射以及線束硬化[1]，人體金屬植入物在CT檢查中會(huì)產(chǎn)生偽影，從而嚴(yán)重影響CT對周圍組織的顯示，容易造成漏診。寶石能譜CT技術(shù)是近年來開發(fā)的一項(xiàng)新技術(shù)，對消除金屬植入物產(chǎn)生的偽影有較好的作用[2-3]。本研究對寶石能譜CT混合能量成像、單能量+金屬偽影消除技術(shù)(metal artifact reduction system，MARs)成像的去金屬偽影效果進(jìn)行比較，探討寶石能譜CT掃描技術(shù)在去金屬偽影中的應(yīng)用價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選擇2016年1月至2017年12月在南寧市第二人民醫(yī)院行寶石能譜CT掃描的50例患者為研究對象，體內(nèi)均含金屬植入物。其中，行鋼板螺釘內(nèi)固定及植骨術(shù)18例，顱骨鈦板修補(bǔ)術(shù)22例，人工關(guān)節(jié)置換5例，金屬動(dòng)脈瘤夾5例；男性39例，女性11例；年齡19～56 (36.6±4.3)歲。本研究經(jīng)過我院倫理委員會(huì)審核批準(zhǔn)，且所有患者均簽署知情同意書。

1.2 設(shè)備及掃描參數(shù) 采用美國GE公司的寶石能譜CT (Discovery CT 750HD)進(jìn)行掃描。掃描釆用GSI模式，管電壓在0.5 ms周期內(nèi)完成140 kVp和80 kVp的瞬時(shí)切換，管電流自動(dòng)mAs調(diào)制，準(zhǔn)直寬度為40 mm，層厚和層間距均為0.625 mm，視野為35 cm×35 cm(腰椎15 cm×15 cm)，矩陣為512×512，螺距為0.984 ∶1，X射線管旋轉(zhuǎn)速度為0.7 s/r。

1.3 圖像后重建 采用GE公司的AW 4.6重建工作站，對受檢者行寶石能譜成像GSI掃描后獲得混合能量(140 kVp)圖像；所有圖像均于110 keV下并行重建，獲得單能量(110 keV)+MARs圖像。

1.4 圖像觀察 所有圖像均經(jīng)兩名高年資主治醫(yī)師或高級職稱醫(yī)師主觀閱讀，并分別對圖像質(zhì)量進(jìn)行評價(jià)。按金屬偽影對圖像質(zhì)量的影響程度記3、2、1、0分：3分為圖像質(zhì)量好，基本無偽影；2分為圖像質(zhì)量較好，有部分偽影；1分為偽影較重，圖像尚能觀察；0分為偽影很重，圖像無法觀察[4]。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 18.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以(x±s)表示，比較采用配對t檢驗(yàn)；一致性評估采用Kappa檢驗(yàn)，Kappa值0.81～1.00為一致性非常好，0.61～0.80為一致性好，0.41～0.60為一致性中等，0.21～0.40為一致性一般，Kappa值≤0.20為一致性差。以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 混合能量成像和單能量+MARs成像去除金屬植入物偽影效果的比較 混合能量成像和單能量重建成像后所獲得的影像質(zhì)量均能滿足影像診斷的需要，其中人工髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后，混合能量成像和單能量+MARs成像對金屬植入物位置、形狀、局部解剖結(jié)構(gòu)及周圍組織細(xì)節(jié)均顯示清晰，見圖1～2；但股骨鋼板螺釘內(nèi)固定及植骨術(shù)后，單能量+MARs成像消除偽影的效果更明顯，對螺釘、植入骨顯示較混合能量圖像更清楚，見圖3～4。單能量+MARs圖像質(zhì)量評分為(2.48±0.78)分，高于混合能量圖像質(zhì)量評分的(2.04±0.14)分(t=2.803,P=0.006)。

圖1 人工髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后混合能量圖像圖2 人工髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后單能量+MARs圖像

圖3 股骨鋼板螺釘內(nèi)固定及植骨術(shù)后混合能量圖像圖4 股骨鋼板螺釘內(nèi)固定及植骨術(shù)后單能量+MARs圖像

2.2 不同評價(jià)者對圖像質(zhì)量的評價(jià)一致性 兩位評價(jià)者對圖像質(zhì)量的評價(jià)一致性非常好 (Kappa值=0.824，P<0.001)。見表1。

表1 不同評價(jià)者對圖像質(zhì)量的評價(jià)結(jié)果(n)

3 討 論

隨著金屬植入術(shù)被廣泛地應(yīng)用于臨床，放射科進(jìn)行CT檢查時(shí)常遇到帶有金屬植入物的患者。由于金屬植入物會(huì)產(chǎn)生偽影，導(dǎo)致CT圖像質(zhì)量下降，部分明顯的偽影還會(huì)影響病灶部位的成像，因而，對于這類患者，醫(yī)生常難以準(zhǔn)確判斷病灶結(jié)構(gòu)或漏檢重要病變，從而影響診斷和治療等[5]。因此，減少或消除金屬植入所致的偽影成為提高掃描圖像質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。寶石能譜CT掃描技術(shù)是近年來開發(fā)的一項(xiàng)新影像學(xué)技術(shù)，其成像時(shí)可瞬時(shí)切換高低電壓，然后使用寶石探測器檢測信號。寶石能譜CT在優(yōu)化圖像的信噪比、物質(zhì)定量分析和能譜綜合分析等方面較傳統(tǒng)CT有明顯的先進(jìn)性[6]。傳統(tǒng)CT檢查采用的是混合能量圖像診斷模式，只能選取一種能量的圖像，而寶石能譜CT的單能量成像可提供40～140 keV間的一系列連續(xù)能量的圖像，醫(yī)生可根據(jù)病灶具體情況選取最佳的單能量圖像，從而更清晰地顯示病灶及其周圍病變情況[7]。而在使用單能量+MARs進(jìn)行檢查的過程中，可以通過調(diào)節(jié)能量水平來獲得不同的單能量圖像，并根據(jù)需要選擇金屬植入物、周圍組織或骨骼結(jié)構(gòu)顯示最清晰的圖像進(jìn)行觀察分析，有效地避免了傳統(tǒng)CT掃描過程中金屬植入物產(chǎn)生偽影所造成的影響；此外，重建的單能量+MARs圖像在金屬植入物結(jié)構(gòu)清晰度和信噪比等方面優(yōu)于混合能量圖像[8]。因此，寶石能譜CT單能量+MARs是目前較為常用的消減金屬植入物偽影技術(shù)。

目前，國內(nèi)已有研究報(bào)告寶石能譜CT在去除金屬植入物偽影中的應(yīng)用效果。黃鐘杰等[9]發(fā)現(xiàn)，在寶石能譜CT去除金屬偽影基礎(chǔ)上，MARs二次減除脊柱內(nèi)固定支架金屬偽影時(shí)易引入大量新偽影，影響診斷，而二次減除髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后金屬偽影的效果良好。霍愛華等[10]發(fā)現(xiàn)，寶石能譜CT掃描及MARs后重建技術(shù)能顯著地改善兒童脊柱側(cè)彎術(shù)后的CT圖像質(zhì)量。這表明對于椎管外軟組織金屬植入物偽影的去除，能譜CT單能量成像技術(shù)表現(xiàn)較突出。本研究結(jié)果顯示，對于金屬植入物的圖像，混合能量成像和單能量重建技術(shù)所獲得的影像質(zhì)量均能滿足影像診斷的需要，但對于股骨鋼板螺釘內(nèi)固定及植骨術(shù)后病例，單能量+MARs消除偽影的效果更明顯，對螺釘、植入骨的顯示較混合能量圖像更清楚，且單能量+MARs成像獲得的影像質(zhì)量評分高于混合能量成像的影像質(zhì)量評分(P<0.05)，這提示單能量獲得的影像質(zhì)量可以提供更好的圖像，從而有利于醫(yī)生做出正確的診斷。此外，本研究中兩位高年資影像學(xué)醫(yī)生對于圖像質(zhì)量的評價(jià)一致性較高，提示本研究結(jié)果較為可靠。

總之，與混合能量成像相比，寶石能譜CT單能量+MARs成像能夠最大限度地消除金屬偽影的影響，并提高對臨近組織結(jié)構(gòu)的顯示清晰度，從而為臨床正確診斷和治療提供更好的影像學(xué)依據(jù)。但本研究的樣本量較少，寶石能譜CT去除金屬植入物偽影的價(jià)值還需要臨床大樣本研究進(jìn)一步探討。