數(shù)字?jǐn)鄬尤诤铣上?去金屬偽影技術(shù)在脊柱病變內(nèi)固定術(shù)后的應(yīng)用價值

鐘 鑒，王浩東，張 滔，李 蘭

(四川省骨科醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科，四川 成都 610041)

普通DR及CT檢查是臨床醫(yī)師對脊柱內(nèi)固定術(shù)后金屬內(nèi)固定位置、術(shù)區(qū)骨質(zhì)結(jié)構(gòu)等進(jìn)行評估，以及后期隨訪觀察療效的常用影像學(xué)檢查方法。但普通DR檢查圖像是二維重疊影像，常不能準(zhǔn)確判斷金屬內(nèi)固定位置及術(shù)區(qū)骨質(zhì)結(jié)構(gòu)情況。而在CT檢查中，金屬內(nèi)固定同樣會對圖像質(zhì)量造成嚴(yán)重干擾，對術(shù)后評估產(chǎn)生影響。數(shù)字?jǐn)鄬尤诤铣上?digital tomosynthesis，DTS)作為普通X射線及CT、磁共振等常用影像學(xué)檢查的重要延伸和補(bǔ)充，具有操作簡單、使用方便、金屬偽影少且圖像更清晰、同時輻射量低等優(yōu)勢。本研究通過對脊柱病變內(nèi)固定術(shù)后，DTS分別與普通DR及CT進(jìn)行圖像質(zhì)量比較，探討DTS-去金屬偽影技術(shù)(T-smart)在脊柱病變內(nèi)固定術(shù)后的應(yīng)用價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料2020年1月至2021年8月我院經(jīng)臨床行脊柱病變內(nèi)固定術(shù)后進(jìn)行復(fù)查的患者110例，男50例，女60例，年齡18～80歲[(58.46±11.58)歲]，其中椎體滑脫42例，椎體骨折40例，椎間盤突出28例。110例患者均在術(shù)后隨診復(fù)查時完成了普通DR及DTS檢查，其中40例同時完成了CT檢查。

1.2 檢查方法普通DR和DTS檢查均在在日本島津公司 Sonialvision safirePlus 大平板數(shù)字胃腸機(jī)上進(jìn)行。普通DR攝影拍攝脊柱正位、側(cè)位片。曝光條件：70～90 kV，25～65 mAs，焦片距(SID)為1000 mm。DTS投照位置選擇脊柱正位、側(cè)位；曝光條件：70～90 kV，25～65 mAs，SID為1100 mm。曝光方法：選擇“TOMOS”模式采集，將被檢查部位置于檢查床中心，掃描范圍大小設(shè)置為100 mm，在曝光的整個完整過程中，球管的移動范圍為40°，并根據(jù)患者年齡、身體胖瘦對參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。在X射線透視下進(jìn)行定位，使脊柱內(nèi)固定椎體處于視野中央位置，各方面準(zhǔn)備無誤后開始檢查掃描。在整個掃描過程中，患者處于保持限制活動狀態(tài)，一個完整的掃描過程為6 s左右。檢查完成后，將數(shù)據(jù)傳入Sonialvision safirePlus 圖像后處理工作站，采用T-smart對原始圖像進(jìn)行重建處理。重建完成后，對圖像的窗寬、窗位進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，并從獲取的連續(xù)不間斷多個不同層面圖像中選擇符合診斷要求的斷層融合圖像傳送至醫(yī)學(xué)影像科PACS系統(tǒng)。使用GE 16排MSCT進(jìn)行檢查，檢查范圍以金屬內(nèi)固定為中心，包上下兩個椎體進(jìn)行掃描。掃描參數(shù)：管電壓120 kV，管電流為自動mAs，層厚1.25 mm，層間距1.25 mm，螺距0.938，轉(zhuǎn)速大小為1 s/r，掃描野選擇“Large”，大小為25 cm×25 cm，對原始圖像采用標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)進(jìn)行重建，重建層厚、間隔為0.625 mm，矩陣為512×512。在圖像后處理工作站上利用軸位影像數(shù)據(jù)進(jìn)行脊柱內(nèi)固定椎體的MPR及三維容積成像，MPR 影像上金屬內(nèi)固定應(yīng)盡可能的顯示，VR重建顯示椎體三維形態(tài)，并采用切割技術(shù)，顯示椎體內(nèi)部骨質(zhì)情況。

1.3 圖像分析由兩名經(jīng)驗豐富的醫(yī)學(xué)影像科醫(yī)師采用5分法分別對普通DR、CT、DTS檢查所獲得的圖像質(zhì)量[1]進(jìn)行獨立互盲評價。出現(xiàn)結(jié)果不一致的情況時，通過與高年資上級醫(yī)師進(jìn)行討論商量，形成統(tǒng)一意見。5分：圖像脊柱整體顯示完全，無金屬偽影，內(nèi)固定、術(shù)區(qū)椎體、鄰近骨質(zhì)結(jié)構(gòu)清晰；4分：脊柱整體顯示比較完全，基本無金屬偽影，內(nèi)固定、術(shù)區(qū)椎體、鄰近骨質(zhì)結(jié)構(gòu)比較清晰；3分：脊柱整體顯示基本完全，有少許輕微偽影，但觀察內(nèi)固定、術(shù)區(qū)椎體、鄰近骨質(zhì)結(jié)構(gòu)影響很小；2分：脊柱結(jié)構(gòu)顯示不全，有部分偽影，觀察內(nèi)固定、術(shù)區(qū)椎體、鄰近骨質(zhì)有部分的影響；1分：不能顯示脊柱整體結(jié)構(gòu)，金屬偽影較多，圖像不清晰，嚴(yán)重影響對內(nèi)固定、術(shù)區(qū)椎體、椎小關(guān)節(jié)等結(jié)構(gòu)的觀察。

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法采用SPSS 21.0統(tǒng)計學(xué)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。等級資料的比較采用秩和檢驗，圖像質(zhì)量評分比較進(jìn)行配對樣本t檢驗，P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 DTS與普通DR圖像質(zhì)量比較采用DTS與普通DR檢查的患者1～5分得分范圍比較，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(Z=5.209，P<0.05)，見表1。DTS組圖像評分為(3.69±1.19)分，普通DR組圖像評分為(2.71±1.21)分，DTS組評分高于普通DR組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(t=6.085，P<0.05)。脊柱病變內(nèi)固定術(shù)后影像學(xué)檢查中DTS與DR圖像質(zhì)量比較，見圖1。

表1 DTS與普通DR圖像質(zhì)量比較 (n)

圖1 頸2椎齒狀突骨折內(nèi)固定術(shù)后影像圖 a、c：普通DR檢查正側(cè)位圖像，圖像重疊影較多，術(shù)區(qū)折端對位情況無法顯示，椎弓根螺釘位置、鄰近骨質(zhì)結(jié)構(gòu)不清晰；b、d：DTS正側(cè)位圖像，準(zhǔn)確顯示寰椎齒狀突骨折，折端對位較好，椎弓根螺釘位置、鄰近骨質(zhì)結(jié)構(gòu)清晰。

2.2 DTS與CT圖像質(zhì)量比較DTS與CT檢查1～5分得分范圍比較，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(Z=6.030，P<0.05)，見表2。DTS組圖像質(zhì)量評分為(3.85±1.10)分，CT組圖像質(zhì)量評分為(2.05±0.85)分，DTS組評分高于CT組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(t=8.209，P<0.05)。脊柱病變內(nèi)固定術(shù)后影像學(xué)檢查中DTS與CT圖像質(zhì)量比較，見圖2。

表2 DTS與CT圖像質(zhì)量比較 (n)

圖2 胸9椎骨折內(nèi)固定術(shù)后影像圖 a：CT三維重組矢狀位圖像，術(shù)區(qū)椎體骨質(zhì)結(jié)構(gòu)顯示不清，可見明顯條狀偽影，圖像質(zhì)量較差；b：DTS側(cè)位圖像，顯示椎體呈輕度楔形改變，椎弓根螺釘及術(shù)區(qū)骨質(zhì)結(jié)構(gòu)顯示清晰，金屬偽影極少。

3 討論

脊柱是身體的支柱，具有支撐、保護(hù)、運動、造血等十分重要作用。脊椎常見和多發(fā)疾病包括退行性變、結(jié)核、外傷、強(qiáng)直性脊柱炎等，可導(dǎo)致機(jī)體產(chǎn)生疼痛、脊柱活動受限、畸形等不良后果。而脊柱內(nèi)固定術(shù)是治療椎體滑脫、椎體骨折、椎間盤突出等脊柱病變的常用治療方法，對脊柱椎體復(fù)位能夠起到有效促進(jìn)作用，維持脊柱穩(wěn)定性[2]，并且降低了患者的肺部感染、褥瘡等各種并發(fā)癥的發(fā)生率，同時極大縮短了患者臥床恢復(fù)的時間[3，4]。普通DR檢查是脊柱內(nèi)固定術(shù)后復(fù)查的常用檢查方法，具有操作使用簡單，對患者輻射劑量低，同時價格便宜等特點，但是常規(guī)DR圖像重疊范圍較大，難以對內(nèi)固定位置、術(shù)區(qū)骨質(zhì)結(jié)構(gòu)情況做出客觀、準(zhǔn)確的判斷，圖像分辨率較低，質(zhì)量不高。CT掃描時，當(dāng)掃描部位中含有金屬植入物時，會產(chǎn)生嚴(yán)重的X射線束硬化和金屬偽影，圖像質(zhì)量較差。同時CT輻射劑量較大，費用也相對較高。在磁共振檢查中金屬內(nèi)固定會使圖像產(chǎn)生失真、扭曲變形等，從而對內(nèi)固定術(shù)后情況無法進(jìn)行準(zhǔn)確評估，同時核磁共振檢查對患者配合度及自身身體情況方面要求較高，整個檢查過程花費時間較長，價格偏高，一般不考慮作為脊柱病變內(nèi)固定術(shù)后影像學(xué)檢查方法。

DTS是近年來發(fā)展起來的一種新型X射線攝影技術(shù)，它是利用計算機(jī)改進(jìn)了傳統(tǒng)的幾何斷層成像，通過結(jié)合現(xiàn)代科學(xué)及數(shù)字化技術(shù)，開發(fā)的一種新型醫(yī)學(xué)影像檢查方法。其最明顯的優(yōu)勢及特點是在球管沿著檢查床長軸進(jìn)行直線運動同時旋轉(zhuǎn)并連續(xù)進(jìn)行曝光，從而獲取一系列不間斷的數(shù)字冠狀圖像[5～7]，從而有效防止了普通X射線檢查中，由于組織結(jié)構(gòu)重疊所導(dǎo)致敏感性低、特異性低等缺陷，其在深度定位能力上，具有明顯的優(yōu)勢。而在圖像重建中，其特有的T-Smart技術(shù)是在DTS原有標(biāo)準(zhǔn)算法基礎(chǔ)上，開發(fā)的一種新型圖像重建技術(shù)，其原理是在完成DTS掃描獲得原始圖像以后，運用金屬分離方法，把原始圖像分開成為金屬部分和不含金屬圖像部分，接著運用迭代重建(IR)算法對圖像進(jìn)行融合，最終獲得去金屬偽影圖像。應(yīng)用T-smart得到的圖像整體對比度較高，骨質(zhì)結(jié)構(gòu)清楚，金屬產(chǎn)生的偽影很小。

吳雯麗等[8]研究發(fā)現(xiàn)利用DTS去金屬內(nèi)固定偽影技術(shù)，可以清晰顯示金屬內(nèi)固定及鄰近骨質(zhì)結(jié)構(gòu)，金屬偽影明顯減少。張?zhí)系萚9]使用普通DR和DTS對行人工膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后患者進(jìn)行隨診復(fù)查，與普通DR比較，DTS圖像質(zhì)量更優(yōu)，觀察人工膝關(guān)節(jié)周圍骨質(zhì)結(jié)構(gòu)更具優(yōu)勢。張加冠等[10]研究發(fā)現(xiàn)DTS成像IR技術(shù)能明顯減少圖像金屬偽影，踝關(guān)節(jié)內(nèi)固定術(shù)后術(shù)區(qū)骨質(zhì)結(jié)構(gòu)顯示清晰，為臨床醫(yī)師術(shù)后評估提供了準(zhǔn)確的依據(jù)。在本研究中，DTS圖像質(zhì)量評價高于普通DR及CT，比普通DR、CT檢查金屬偽影少，術(shù)區(qū)骨質(zhì)結(jié)構(gòu)顯示清晰，結(jié)果與上述文獻(xiàn)報道具有一致性。同時，有研究顯示DTS的有效輻射劑量約是0.08～0.13 mSv，而與CT有效輻射劑量(1～4mSv)比較，DTS的輻射劑量明顯更低[11]。

綜上，在脊柱內(nèi)固定術(shù)后隨診復(fù)查中，采用DTS檢查T-smart技術(shù)可提供更少的金屬偽影，能夠?qū)?nèi)固定位置、術(shù)區(qū)骨質(zhì)結(jié)構(gòu)情況做出客觀、準(zhǔn)確的判斷，輻射劑量顯著減少，并能降低成本，改善臨床工作流程和成本效益。因此，可作為脊柱內(nèi)固定術(shù)后復(fù)查的一種較好影像學(xué)檢查方法，臨床應(yīng)用前景較好，可進(jìn)行廣泛推廣。