雙能譜CT在頭頸CT血管造影消除血管金屬植入物偽影的應(yīng)用價(jià)值

陶 娜 晏飛虎 鄭 偉 龔 濤 陳龍鳳 王櫻花

江西省宜春市人民醫(yī)院放射科，江西宜春 336000

近年來，隨著影像學(xué)技術(shù)的發(fā)展，CT血管造影（CTA）也被廣泛應(yīng)用于臨床各領(lǐng)域中，但其在行頭頸部金屬植入術(shù)患者的術(shù)后療效評(píng)估中存在一定的局限性。CTA 掃描易受金屬植入物因素干擾，進(jìn)而降低了其臨床診斷的準(zhǔn)確性。分析其原因，是因?yàn)槌Ｒ?guī)的CTA 掃描采用單一的管電壓，其低能量的X 光子被骨質(zhì)、金屬等衰減值較高的物質(zhì)所吸收，而高能量的X 光子則穿透該物質(zhì)，致使影像產(chǎn)生線束硬化、金屬偽影，進(jìn)而降低圖像質(zhì)量，影響評(píng)估效果[1-2]。而雙能譜CT可以通過數(shù)理方式將采集的數(shù)據(jù)解析為單能量圖像，合適的能量點(diǎn)可降低或消除金屬植入物偽影，但臨床上關(guān)于其對(duì)金屬植入物偽影消除的相關(guān)研究相對(duì)較少[3]。基于此，本研究旨在分析能譜CT在頭頸CTA消除血管金屬植入物偽影的應(yīng)用價(jià)值，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取宜春市人民醫(yī)院2019年4月～2020年4月收治的30例頭頸部血管金屬植入物術(shù)后CTA 復(fù)查患者，依據(jù)電壓情況將入選患者分為對(duì)照組與實(shí)驗(yàn)組，各15例。對(duì)照組男5例，女10例；年齡42～80歲，平均（61.48±5.24）歲；體重44～89 kg，平均（66.71±5.64）kg；心率62～94次/min，平均（78.25±7.47）次/min。實(shí)驗(yàn)組男4例，女11例；年齡45～72歲，平均（58.67±6.18）歲；體重45～89 kg，平均（67.42±5.73）kg；心率60～94次/min，平均（77.15±7.63）次/min。兩組患者的一般資料比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），具有可比性。本研究經(jīng)醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，且患者及其家屬均自愿簽署知情同意書。

1.2 納入及排除標(biāo)準(zhǔn)

納入標(biāo)準(zhǔn)：入選者頭頸部血管金屬植入物均為同一位置，金屬植入物均為同一廠家、同一批號(hào)的術(shù)后CTA 復(fù)查者，且復(fù)查時(shí)間為術(shù)后1 周～1年；神志清晰、呼吸正常者；簽署知情同意書。排除標(biāo)準(zhǔn)：妊娠期或哺乳期婦女；心腎功能重度不全者；存在碘對(duì)比劑使用禁忌證；存在動(dòng)脈壁鈣化、解剖變異者。

1.3 方法

所有患者均采用西門子Definition flash 雙源CT進(jìn)行雙能量CTA 掃描，行常規(guī)掃描定位像，然后行常規(guī)頭顱平掃，再行增強(qiáng)掃描，經(jīng)肘靜脈應(yīng)用高壓注射器注射碘佛醇（江蘇盛迪醫(yī)藥有限公司，國藥準(zhǔn)字H20041796，320 mg/mL）50 mL，注射流率為5.0 mL/s，隨后注射50 mL 生理鹽水，注射流率為5.0 mL/s，進(jìn)行沖管。采用人工智能觸發(fā)掃描，頸總動(dòng)脈分叉部為觸發(fā)點(diǎn)，觸發(fā)閾值100 HU，延時(shí)2 s。掃描范圍為顱底至顱頂，掃描方向?yàn)樽宰銈?cè)向頭側(cè)順動(dòng)脈血流方向掃描，掃描時(shí)間4～6 s。掃描參數(shù)中，2個(gè)球管電壓分別為140、80 keV，管電流分別為111、222 mAs，準(zhǔn)直器寬度64×2×0.6 mm，矩陣512×512，自動(dòng)重建層厚0.75 mm，層距0.5 mm，掃描螺距0.7，球管旋轉(zhuǎn)速度0.33 s/r。對(duì)照組采用常規(guī)的CTA 圖像（平均加權(quán)120 keV），實(shí)驗(yàn)組為60～100 keV 的單能量數(shù)據(jù)每隔10 keV 進(jìn)行圖像重組，共5 組單能量圖像。應(yīng)用雙能譜CT 對(duì)兩組圖像進(jìn)行后處理分析，并由高年資主治醫(yī)師進(jìn)行影像相關(guān)指標(biāo)評(píng)估。

1.4 觀察指標(biāo)及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

①比較對(duì)照組與實(shí)驗(yàn)組5種單能量圖像的偽影指數(shù)、對(duì)比噪聲比的平均值：在圖像最終層面選取偽影最重的兩部分并選取距金屬邊緣1 cm 左右位置作為感興趣區(qū)域（ROI），測(cè)定CT值和噪聲（SD）值，同時(shí)選取周邊無偽影層面相同組織測(cè)其CT值、SD值作為參照，ROI 大小控制在65～70 mm2；并通過對(duì)比所有患者各組單能量加MARS 圖像、常規(guī)混合能量圖像的對(duì)比噪聲比、偽影指數(shù)分析圖像質(zhì)量。對(duì)比噪聲比=偽影指數(shù)=②比較兩組患者的圖像質(zhì)量：由我院高年資主治醫(yī)師進(jìn)行圖像質(zhì)量評(píng)估，金屬植入物周圍無偽影，可清晰分辨周圍腦組織，血管顯影清晰為優(yōu)；金屬植入物周圍偽影小，尚可清晰分辨周圍腦組織，血管顯影尚清晰為良好；偽影較大，圖像無法觀察為差。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 18.0 統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，計(jì)量資料用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，組間比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，多組間比較采用單因素方差檢驗(yàn)，兩兩間比較采用LSD-t檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料用百分率表示，例數(shù)＜20 時(shí)，比較采用Fisher 精確檢驗(yàn)，等級(jí)資料采用秩和檢驗(yàn)，以P＜0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組患者5種單能量圖像平均值的比較

實(shí)驗(yàn)組的偽影指數(shù)低于對(duì)照組，對(duì)比噪聲比高于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）（表1）。

表1 兩組患者5種單能量圖像平均值的比較（±s）

表1 兩組患者5種單能量圖像平均值的比較（±s）

組別 偽影指數(shù) 對(duì)比噪聲比對(duì)照組（n=15）實(shí)驗(yàn)組（n=15）t值P值66.61±18.91 28.20±6.79 7.404 0.000 2.99±1.83 4.78±1.62 2.837 0.008

2.2 不同電壓單能量圖像偽影指數(shù)與對(duì)比噪聲比的比較

雙能譜CT 單能譜成像中，實(shí)驗(yàn)組中電壓為70 keV 時(shí)的偽影指數(shù)低于電壓為60、100 keV 時(shí)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；實(shí)驗(yàn)組中電壓為80 keV時(shí)的偽影指數(shù)低于電壓為60、90、100 keV 時(shí)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。電壓為70、80 keV 時(shí)，對(duì)比噪聲比高于其他電壓值，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）（表2）。

表2 不同電壓單能量圖像偽影指數(shù)與對(duì)比噪聲比的比較（±s）

表2 不同電壓單能量圖像偽影指數(shù)與對(duì)比噪聲比的比較（±s）

與70 keV 時(shí)比較，*P＜0.05；與80 keV 時(shí)比較，#P＜0.05

電壓（keV）例數(shù)（n） 偽影指數(shù) 對(duì)比噪聲比60 70 80 90 100 F值P值15 15 15 15 15 32.28±6.64*#28.23±6.18 25.23±7.53*29.73±6.28#32.12±8.63*#2.559 0.056 6.15±1.71*#7.79±1.53 8.16±1.58*6.72±1.73*#4.92±1.90*#8.080 0.000

2.3 兩組患者CT圖像質(zhì)量的比較

實(shí)驗(yàn)組的CT圖像質(zhì)量高于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）（表3）。

表3 兩組患者CT圖像質(zhì)量的比較[n（%）]

3 討論

頭頸部血管金屬植入術(shù)患者在接受頭頸CTA檢查時(shí)，會(huì)不可避免地出現(xiàn)各種偽影，致使CT圖像質(zhì)量顯示不良，進(jìn)而造成漏診、誤診情況[4-5]。因此，有效降低偽影、提高CT圖像質(zhì)量對(duì)臨床評(píng)估治療效果具有重要意義。

目前，臨床上常采取增加管電壓、降低掃描螺距等方式降低偽影，但其在一定程度上增加了對(duì)患者的輻射損傷，因而應(yīng)用范圍存在局限[6-7]。常規(guī)CT 中的X線在通過高敏度金屬植入物時(shí)會(huì)產(chǎn)生重度衰減，進(jìn)而產(chǎn)生金屬偽影，致使其無法清晰地顯示組織結(jié)構(gòu)關(guān)系，而且噪聲比值易受管電壓、管電流、像素、重建方式等因素影響，致使CT圖像質(zhì)量較差[8-10]。相較于常規(guī)CT，雙能譜CT 的輻射量更小，且一次掃描可以同時(shí)獲得40～190 keV 連續(xù)的151 組單能量圖像，而單能量圖像可以有效降低因偽影產(chǎn)生的CT值“飄移”及噪聲比，進(jìn)而可以有效降低對(duì)應(yīng)投影數(shù)據(jù)的失真率。相較于常規(guī)CT，雙能譜CT 打破了其檢查禁區(qū)，可以有效降低常見金屬產(chǎn)生的偽影及硬化偽影[11-12]。雙能譜CT 消除偽影的原理是偽影去除技術(shù)及單能量成像，通過不斷調(diào)整單能量水平，獲取最佳的單能量圖像，并通過減輕“光子饑餓效應(yīng)”，進(jìn)而提高對(duì)金屬植入物及其周邊組織數(shù)據(jù)投射的準(zhǔn)確性，有效降低或消除金屬或硬化偽影[13-14]。雙能譜CT 具有良好的單一射線能量，可以有效改善空間分辨率，進(jìn)而提高圖像質(zhì)量[15]。本研究結(jié)果顯示，實(shí)驗(yàn)組偽影指數(shù)低于對(duì)照組，對(duì)比噪聲比高于對(duì)照組，且雙能譜CT檢查中電壓為70、80 keV 時(shí)，偽影指數(shù)低于其他電壓值，對(duì)比噪聲比高于其他電壓值，實(shí)驗(yàn)組的CT圖像質(zhì)量高于對(duì)照組，提示雙能譜CT可以有效降低頭頸CTA 血管金屬植入物偽影，提高圖像質(zhì)量。

綜上所述，雙能譜CT檢查可提高頭頸CTA 血管金屬植入物圖像質(zhì)量，減少圖像偽影，且單能量在70～80 keV 時(shí)，單能譜成像較好。