FAST DE技術與單能譜成像技術在腰椎內固定術后去金屬偽影的成像對比

●烏力杰巴雅爾 樓儉茹

FAST DE技術與單能譜成像技術在腰椎內固定術后去金屬偽影的成像對比

●烏力杰巴雅爾 樓儉茹

目的：通過FAST DE技術與單能譜成像技術在腰椎內固定后去金屬偽影效果的比較分析，探索臨床影像判斷中高質量、高效率的檢測技術。方法：用雙源CT對30例腰椎內固定術后患者分別采用單能譜成像及FAST DE兩種方法進行掃描，通過比較兩組圖像的客觀指標：偽影指數（AI）和 對比噪聲比（CNR）以及肌肉、椎體以及金屬植入物圖像質量的主觀評分，對兩種方法在腰椎內固定術后去除金屬偽影效果進行比較評價。結果：客觀指標評價結果顯示FAST DE方法在最長肌AI、最長肌CNR及多裂肌AI三組指標方面去除金屬偽影效果優于單能譜成像方法（P＜0.05）：在左腰大肌AI、左腰大肌CNR及多裂肌CNR三組指標上無統計學差異（P＞0.05）。主觀評分結果顯示FAST DE方法在肌肉、椎體、金屬植入三組指標方面均大幅優于單能譜成像方法（P＜0.05）。結論：FAST DE技術能有效抑制金屬偽影，圖像質量優于單能譜成像技術，同時可減少據量，加快工作流程，提高工作效率。

雙源CT；FAST DE；單能譜成像；金屬偽影

1 研究方法

1.1 研究對象

2012年5月-2016年11月在因腰椎間盤突出在我院行腰椎后路減壓椎弓根釘內固定術后復查的患者30例進行兩種檢測方法的比較研究。

1.2 研究方法

首次復查行腰椎雙能量掃描，應用德國西門子三代雙源Somatom Definition Flash行常規探測器掃描，所有掃描均從腰1水平至骶1水平掃描，采用雙能量成像模式，2個球管電壓分別為140kV和80kV；參考有效管電流分別為468m As和86m As；準直器寬度：64x0.6mm；矩陣：512x512；螺距：0.8；球管旋轉時間：1秒/轉。重建層厚：0.6mm；重建層間距：0.5mm；卷積核：B30f。打開CARE Dose 4D和CARE kV。將單能譜成像組A+B+M三組圖像傳入Siemens Syngo MM工作站進行后處理重建，帶入單能譜成像軟件，手動選120KeV為最佳成像條件，行多平面重建（MPR）和容積再現（VR）。

二次復查行FAST DE掃描，應用德國西門子五代雙源Somatom Definition Flash行Stellar光子探測器掃描，所有掃描均從腰1水平至骶1水平掃描，采用雙能量成像模式，2個球管電壓分別為140kV和100kV；參考有效管電流分別為483mAs和250m As；準直器寬度：64x0.6mm；矩陣：512x512；螺距：0.8；球管旋轉時間：1秒/轉。重建層厚：0.6mm；重建層間距：0.5mm；卷積核：Q30f。打開CARE Dose 4D和CARE kV。FAST DE組圖像傳入Siemens Syngo MM工作站進行后處理重建，行多平面重建（MPR）和容積再現（VR）。

1.3 研究指標

客觀評價指標：每例在金屬內固定偽影較重的層面取左側腰大肌中央和左側內固定釘尾部內方（豎脊肌內側束：多裂肌）、外方（豎脊肌外側束：最長肌）3個感興趣區(ROI)，測量CT值和SD值，ROI面積為50mm2。 并取附近無偽影層面相同肌肉組織做參照物測其CT值和SD值。ROI面積為50mm2

1.4 統計分析

采用SPSS22.0軟件進行數據的整理及統計分析，兩種方法圖像質量的客觀評價指標比較采用兩項本均數的t檢驗，經方差齊性檢驗方差不齊時采用t’檢驗對結果進行校正，主觀評價指標比較采用兩組計數資料的χ2檢驗，檢驗水準α=0.05。

2 結果

2.1 研究對象一般情況

本研究的30例患者均診斷為腰椎間盤突出癥，并行腰椎后路減壓椎弓根釘內固定術，其中：男21例，女9例，年齡35-62歲，平均年齡48歲，多數內固定位于腰3-骶1椎體。

2.2 兩種方法圖質量客觀評價指標比較分析

最長肌AI、最長肌CNR及多裂肌AI三組指標均數FAST DE檢測結果均低于單能譜成像方法（差異有統計學意義，P＜0.05），即去除金屬偽影效果更佳。而兩種方法在左腰大肌AI左腰大肌CNR及多裂肌CNR三組指標上均數無統計學差異。

2.3 兩種方法圖質量主觀評價指標比較分析

兩種方法在肌肉、椎體、金屬植入三組指標方面均有統計學差異（P＜0.05），主觀評分結果顯示FAST DE方法大幅優于單能譜成像方法。雙源CT(DSCT)的兩套X線球管，探測器系統能同時同層進行掃描，并獲得高能、低能、混合能量三套能級的數據，將掃描所獲得的高能與低能數據調入單能譜成像(Monoenergrtic)軟件中，可以通過調整keV滑動條獲得不同keV下的圖像(keV的調節范圍為40keV"～190keV)，從而去除圖像中部分甚至全部金屬偽影，使圖像得到優化，提高圖像質量，經多例文獻[1-9]研究，120keV為最佳成像條件。五代雙源光子CT除雙能量掃描單能譜成像技術外，提供了雙能量掃描全面協助技術FAST DE（ Fully Assisting Scanner Technologies Dual-Energy）。FAST DE技術也是基于兩套X線球管，探測器系統掃描，采集高能、低能兩套能級不同的混合數據，選擇預設置的適合金屬內固定檢查的高、低能的混合比：-0.3直接形成經自動優化金屬偽影明顯抑制的單組數據。單能譜成像組與FAST DE組圖像進行比較，在興趣區1即左側腰大肌中央位置，圖像的偽影指數 (AI)和對比噪聲比 (CNR)的差異無統計學意義，，這是由于腰椎后路減壓椎弓根釘內固定術內固定釘的方向呈與人體正中線夾角呈銳角，近乎平行，且與腰大肌有一定距離，CT掃描時的線束硬化偽影干擾較小；而興趣區2、3即內固定釘尾部內方（豎脊肌內側束：多裂肌）和外方（豎脊肌外側束：最長肌）緊貼內固定釘尾，故線束硬化偽影干擾明顯，圖像質量明顯下降。本研究結果顯示FAST DE方法在豎脊肌外束AI、豎脊肌外束CNR及豎脊肌內側束AI三組指標上均數均顯著低于單能譜成像方法（P＜0.05），即其去除去除金屬偽影效果優于單能譜成像組。除此之外FAST DE方法在肌肉、椎體、金屬植入物三組主觀評價指標數據均顯示其抑制金屬偽影效果顯著優于單能譜成像組。

除此之外，FAST DE成像技術在工作效率方面亦優于單能譜成像技術，其檢測結果可重建直觀迅速，掃描結束可直接生成能金屬偽影明顯抑制的圖像，可直接用于診斷。而雙能量掃描獲得的高能+低能+混合能量三組圖像，必須手動帶入單能譜成像（Monoenergrtic），人為調節KeV值，才能獲得金屬偽影抑制后的圖像，總共為四組圖像，圖像重建速度較慢，時間較長，流程較復雜，工作效率較低。

本研究中FAST DE單組數據形成的圖像質量及抑制金屬偽影效果從客觀或主觀評價均明顯優于雙能量掃描單能譜成像。不足：單能譜成像技術和FAST DE技術都是兩套球管同時同層進行掃描，但FAST DE技術是設置固定的混合比，再由計算機自動調整劑量，以期達到相應的圖像質量，本研究未能對兩種成像技術之間輻射劑量進行比較。且30例患者處于不同性別、年齡、體重，本研究未能進一步細化分類比較。

3 總結

FAST DE技術較單能譜成像技術不僅減少了數據的采集，加快了工作流程，且能更好的抑制金屬偽影，提高圖像質量。

（作者單位：新疆自治區中醫醫院影像中心）

[1]周長圣，鄭玲．雙源CT單能譜成像技術在骨折金屬固定術后的應用[J]．中華放射學雜志，201 1,2：124—125．

[2]錢玲玲，李真林．雙源CT單能譜成像減少脊柱金屬固定器偽影的研究[D]．放射學實踐，2013，12：1216．1217．

[3]王山山，蘇茜．炫速雙源CT去除金屬偽影的實驗研究陰．濱州醫學院學報,2013，2：32．33．

[4]潘昌杰，錢農．雙能量CT單能譜成像技術在骨折金屬固定術后的應用[J]．中華放射學雜志，201 1,5：496．497．

[5]李曉莉，馮衛華，董誠，等．CT能譜成像技術減除金屬植入物偽影的定量實驗研究．中華放射學雜志，2011。45(8)：736．739．

[6]Liu PT, Pavlicek WP, Peter MB, Spangeh l M J, Roberts CC,Paden RG. Metal artifact reduction im age reconstruction algorithm for CT of im p lanted m etal orthopedic devices: a work in progress. Skelet Radiol. 2009;38(8):797–802.

[7]W atzke O, Kalender WA. A p ragm atic app roach to m etal artifact reduction in CT: merging of metal artifact reduced im ages. Eur Radiol. 2004;14:849–56.

[8]Yu L, Li H,Mueller J, et al.Metal artifact reduction from reform atted p rojections for hip prostheses in mu ltislice helical com puted tom og raphy techn iques and initial clinical resu lts. Invest Rad io l.2009;44:691–6.

[9]Meyer E, Raupach R, LellM, et al. Norm alized metal artifact reduction (NMAR) in com puted tom ography. Med Phys. 2010;37:5482–93.

烏力杰巴雅爾（1982～），男，主治醫生，研究方向為影像診斷。

樓儉茹，副主任醫師，新疆自治區中醫醫院影像中心。