O-MAR技術(shù)在減少高濃度造影劑硬化偽影中的應(yīng)用價(jià)值

吳志斌，李劍，鄭敏文，印弘，石明國，王棟，王帥，劉從偉，劉豹，姜文龍，石磊

空軍軍醫(yī)大學(xué)西京醫(yī)院 a. 放射科；b. 骨科，陜西 西安 710032

引言

隨著CTA成像技術(shù)應(yīng)用的日益廣泛，上肢血管以及鎖骨下動(dòng)脈血管成像技術(shù)能給臨床上所提供的診斷意義也越來越大[1]。造影劑注射通常是由靜脈血管注入，高濃度造影劑流經(jīng)靜脈會(huì)存在部分殘留所產(chǎn)生的硬化線束偽影會(huì)對(duì)周圍組織圖像質(zhì)量產(chǎn)生一定影響[2]。以往上肢血管成像為了避免偽影的產(chǎn)生會(huì)選擇下肢靜脈血管注入造影劑，然而下肢靜脈注射造影劑也存在一些問題，比如循環(huán)時(shí)間長，峰值時(shí)間不好把握，需要的造影劑量大[3]；部分病人下肢靜脈栓塞，下肢靜脈注射造影劑增加了栓子脫落的風(fēng)險(xiǎn)從而增加了栓塞的風(fēng)險(xiǎn)[4]。所以上肢靜脈穿刺也可成為上肢動(dòng)脈血管成像的較好選擇。飛利浦O-MAR技術(shù)是一項(xiàng)線性內(nèi)插法，可去除硬化線束偽影的算法。本研究使用O-MAR技術(shù)對(duì)行雙上肢CTA的患者的圖像進(jìn)行重建，與常規(guī)重建算法對(duì)比，探討該技術(shù)在去除造影劑硬化線束偽影方面的價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 一般資料

連續(xù)收集2018年2月至2018年8月期間24例來我院就診疑似上肢血管或鎖骨下動(dòng)脈病變的患者，將所有數(shù)據(jù)分別運(yùn)用常規(guī)FBP重建和O-MAR重建并分為A、B兩組，其中鎖骨下CTA檢查患者8例，上肢CTA患者16例，平均體重指數(shù)BMI為（21±2.1）kg/m2，平均年齡36.3歲，其中女性18例，男性6例。所有CTA檢查禁忌癥患者被排除在外，所有患者均簽署知情同意書。

1.2 掃描方法及圖像后處理

采用Philips 256層iCT進(jìn)行檢查，管電壓120 kV，管電流最大300 mAs（開啟 Z-DOM模式），層厚5.0 mm，層間距5.0 mm，探測(cè)器64×0.625，螺距0.9，球管轉(zhuǎn)速0.75 s，掃描矩陣512×512，重建模式選standard B。由于右側(cè)上肢靜脈注射造影劑更有利于圖像的顯影[5]，常規(guī)選擇右側(cè)靜脈穿刺，如右側(cè)為患肢則選左側(cè)靜脈穿刺。用造影劑跟蹤法，在降主動(dòng)脈內(nèi)選擇感興趣區(qū)監(jiān)測(cè)CT值，當(dāng)感興趣區(qū)CT值達(dá)到150 HU時(shí)自動(dòng)觸發(fā)掃描，掃描方向?yàn)轭^-足，造影劑采用非離子對(duì)比劑碘普羅胺（370 mgI/mL），注射量為1.0 mL/kg，注射流率為4.0 mL/s，對(duì)比劑注射完畢立即注射50 mL鹽水，流率5.0 mL/s。所有圖像均采用兩種方法進(jìn)行薄層重建，層厚1.0 mm，層間距1.0 mm，A組使用FBP（Filer Back Projection）重建技術(shù)，B組使用O-MAR迭代重建技術(shù)。A、B兩組都使用iDose4進(jìn)行重建，將兩組圖像都傳送至工作站進(jìn)行MPR、CPR和VR重建，在每組病例中選取一幅偽影最重的軸位圖像O-MAR與普通重建偽影 示意圖，見圖1。

圖1 O-MAR與普通重建的偽影示意圖

1.3 圖像評(píng)價(jià)

主觀評(píng)價(jià)：由兩名放射科主治醫(yī)師對(duì)A、B兩組數(shù)據(jù)的CPR、VR、MPR、重建圖像分別進(jìn)行評(píng)分，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為：偽影重，影響周圍結(jié)構(gòu)組織分析為0分；偽影較重，周圍結(jié)構(gòu)組織欠清晰為1分；偽影不明顯，植入物周圍結(jié)構(gòu)組織尚清晰為2分；無偽影，周圍結(jié)構(gòu)組織可清晰分辨為3分。評(píng)分不一致時(shí)通過共同協(xié)商達(dá)成最終評(píng)分。

客觀評(píng)價(jià)：選取A組中偽影較重的層面測(cè)量其偽影長度；選取該層面?zhèn)斡白铒@著1 cm處測(cè)量鄰近組織噪聲值；選取B組中相同層面測(cè)量該組圖像偽影長度和噪聲值，兩次測(cè)量噪聲值位置及測(cè)量面積須保持一致，測(cè)量面積為（25±0.6）mm2。偽影長度和SD值測(cè)量示意圖，見圖2。

圖2 偽影長度和SD值測(cè)量示意圖

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

應(yīng)用SPSS 19.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。主觀評(píng)分采用卡方檢驗(yàn)，客觀評(píng)分偽影長度和SD值采用配對(duì)t檢驗(yàn)，P＜0.05為兩組間差異存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 主觀評(píng)價(jià)結(jié)果

A組圖像質(zhì)量評(píng)分平均為1.35，B組質(zhì)量評(píng)分平均為2.25，A、B兩組評(píng)分具有顯著差異χ2=12.6，P＜0.05，O-MAR組圖像質(zhì)量顯高于FBP組，見表1。

表1 兩組數(shù)據(jù)主觀評(píng)分結(jié)果（例）

2.2 客觀評(píng)分結(jié)果

兩組數(shù)據(jù)客觀評(píng)分，見表2。客觀數(shù)據(jù)經(jīng)K-S檢驗(yàn)，符合正態(tài)分。結(jié)果表明，B組圖像偽影長度顯著短于A組；偽影鄰近組織噪聲值B組顯著低于A組，以上結(jié)果的差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。鄰近組織CT值更接近于正常。

表2 兩組數(shù)據(jù)客觀評(píng)分（

表2 兩組數(shù)據(jù)客觀評(píng)分（

images/BZ_17_1284_2052_2244_2105.pngA組B組24 24 36.7±6.8 12.16±5.05 17.23±6.17 12.16±5.05 t值 P值7.03＜0.01 5.08＜0.01

3 討論

高原子序數(shù)的物質(zhì)在CT下產(chǎn)生偽影的主要來源是X線的硬化導(dǎo)致相應(yīng)投影數(shù)據(jù)缺失而產(chǎn)生偽影[6]。偽影的產(chǎn)生嚴(yán)重影響了該部位圖像的清晰度， 給對(duì)周圍結(jié)構(gòu)的判斷也帶來了很大的困難[7]。

隨著CT血管成像技術(shù)應(yīng)用的日益廣泛，上肢動(dòng)脈和鎖骨下動(dòng)脈血管成像能給臨床上提供的診斷意義也越來越大[8]。造影劑從靜脈注射到進(jìn)入心肺循環(huán)之前部分會(huì)在流經(jīng)的靜脈內(nèi)有部分殘留，這部分殘留造影劑因?yàn)闈舛冗^高而產(chǎn)生硬化線束偽影。以往為了避免靜脈內(nèi)殘留的造影劑產(chǎn)生偽影對(duì)循環(huán)路徑組織的干擾往往會(huì)選擇健側(cè)穿刺注射造影劑，但是對(duì)于雙側(cè)上肢病變或者病變尚不明確的患者則無法避免偽影的干擾；下肢靜脈注射由于循環(huán)路徑長需要的造影劑量大，無形中也增加了病人的肝腎負(fù)擔(dān)和造影劑外滲的風(fēng)險(xiǎn)[9]，少數(shù)病人下肢靜脈有栓子，造影劑流經(jīng)下肢靜脈容易造成栓子的脫落造成危險(xiǎn)。對(duì)此部分病人只能選擇上肢靜脈注射造影劑。

近年來各種技術(shù)逐漸運(yùn)用于體內(nèi)植入物的偽影去除方面[10-13]，有運(yùn)用雙能量CT單能譜成像技術(shù)去除偽影[14]和寶石能譜CT單能量成像去金屬偽影的研究已有很多報(bào)道[15]。高濃度造影劑在CT圖像上偽影主要來源于X線的硬化效應(yīng)，提高管電壓能提高X線的穿透力，可在一定程度上減少偽影[16]，但是作用有限，而且將導(dǎo)致患者接受的輻射劑量增加。

本文所探討的O-MAR是以線性內(nèi)插為基礎(chǔ)，綜合了各種技術(shù)的去金屬偽影的迭代算法。其基本原理是：首先應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)加權(quán)的濾波反投影法進(jìn)行閾值分割，從而建立一種只有金屬的圖像；再根據(jù)只有金屬的圖像投影確定因穿過金屬而被損壞的投影；最后舍棄沿金屬軌跡的投影，用未穿過金屬的相鄰?fù)队暗膬?nèi)插數(shù)據(jù)替換，從而達(dá)到減少金屬偽影的效果[17-18]。高濃度造影劑產(chǎn)生偽影的機(jī)制與金屬類似。在不增加輻射劑量的前提下這種通過反復(fù)迭代對(duì)比計(jì)算，將高原子序數(shù)物質(zhì)造成的偽影數(shù)據(jù)剔除，直到得到滿意的無較大簇高密度像素的圖像O-MAR技術(shù)可以同時(shí)減輕條索狀偽影和硬化偽影[19]。O-MAR重建對(duì)圖像的迭代重建只針對(duì)圖像中的金屬像素而不會(huì)影響非金屬像素[20]。以往認(rèn)為，這種CT偽影去除方法主要針對(duì)體內(nèi)金屬植入物的病人。本研究表明，O-MAR技術(shù)同樣適用于去除高濃度造影劑所產(chǎn)生的偽影。本組24例上肢血管CTA應(yīng)用O-MAR技術(shù)后均達(dá)到了顯著的減輕硬化線束偽影的效果，條狀偽影明顯減少，周圍組織的密度顯示更接近于正常值，從而更好地顯示周圍組織及血管，實(shí)現(xiàn)更加優(yōu)秀的去除金屬偽影效果，為圖像的診斷提供更大的幫助。

O-MAR去偽影技術(shù)同樣適用于靜脈血管內(nèi)殘留造影劑偽影的去除，糾正了高濃度造影劑周圍組織的CT值，使靜脈周圍的組織能更清楚的顯示，為影像診斷提供了更大的幫助。