兩種重建技術對65例腰椎內固定術后圖像質量分析

那曼麗， 李海波， 董含微，潘 俊

目前，金屬置入技術已經被廣泛地應用于臨床，尤其是椎體的內固定技術，已成為治療腰椎疾病的常用手段。但常規CT無法克服金屬內固定物帶來的放射狀偽影，隨著設備不斷更新，金屬偽影也得到了有效地改善。本文主要對65例腰椎內固定術患者，采用去除金屬偽影(orthopedic metal artifact reduction，O-MAR)重建技術與常規重建方法的圖像質量進行比較分析。

1 臨床資料

1.1 一般資料 選取 2016-01至2017-01在我院行CT腰椎三維重建檢查的65例患者，其中男34例，女31例，平均年齡(60.25±6.12)歲。入選標準：(1)腰椎金屬置入物術后需要進行CT復查的患者；(2)患者配合良好，無運動偽影影響圖像質量；(3)年齡50～70歲；(4)腰椎周圍無其他金屬置入物。排除標準;(1)金屬置入物過長，超出掃描范圍；(2)躁動、意識障礙，不能配合完成檢查者。

1.2 方法 采用飛利浦64排Ingenuity CT進行金屬內固定術后的CT腰椎三維重建，根據定位像選擇掃描范圍(掃描范圍從T12-S1)，管電壓120 kV，管電流300～500 mAs，并使用管電流實時動態調節技術控制輻射劑量，探測器選擇64×0.625，矩陣512×512，層厚0.9 mm，層間距0.45 mm，重建方法為骨算法重建，窗位500，窗寬2000。

1.3 圖像重建及處理方法 掃描后所得的圖像進行重建，使用O-MAR重建技術(A 組)與常規重建技術(B 組)分別進行重建，從軸位的圖像中找到金屬偽影最嚴重的層面，同屏同層面對A、B兩組數據的軸位影像進行對比。

1.4 圖像分析方法及評分標準 由兩名影像學主治醫師根據條紋偽影的程度、圖像的銳利度、紋理的自然程度[1]，及腰椎結構、金屬內固定及腰椎周圍組織的清晰度分別對兩組圖像質量進行評分，并記錄所有評分結果。如意見分歧，由這兩名醫師共同確定并做出最終評分結果。圖像評分標準：3分，金屬置入物周邊無放射狀偽影，清晰顯示，椎體及周圍組織清晰，圖像銳利度良好；2 分，金屬置入物周邊放射狀偽影較少，椎體及周圍組織顯示較好，圖像銳利度較好；1分，金屬置入物周邊放射狀偽影較重，椎體及周圍組織欠清晰，圖像銳利度較差；0分，金屬置入物周邊放射狀偽影嚴重，椎體及周圍組織模糊，圖像銳利度差。

1.5 統計學處理 使用SPSS 22.0統計學軟件進行數據分析，計數資料采用%表示，采用χ2檢驗，P<0.05為差異具有統計學意義。

1.6 結果 兩名醫師根據評分標準進行評分，結果A組圖像評分明顯高于B組，差異具有統計學意義(P<0.05，表1)。A組圖像質量明顯優于B組(圖1)。

表1 A、B兩組CT腰椎三維重建圖像質量的評分結果 (n；%)

注:與B組比較，①P<0.05

圖1 CT腰椎三維重建效果

A.O-MAR重建圖像質量好，無明顯金屬偽影；B.常規重建圖像質量一般，有較重金屬偽影

2 討 論

金屬內固定物包括髓內釘、外固定支架、鋼板和螺釘等，越來越多地應用于脊柱外科。腰椎內固定術后可能會有因各種原因造成固定物的斷裂、移位、脫位及固定物周圍骨質等繼發改變[2]。因此，內固定物的隨訪非常關鍵，常規行X線平片作為復查內固定的狀態的主要依據，這種方法簡單易行、費用低廉、輻射劑量相對較低；其缺點是不能提供多平面重組圖像，為臨床提供的影像信息不足。螺旋CT三維成像可以提供多平面重組圖像及三維立體圖像較好地解決了這一問題，有助于觀察腰椎術后情況，為臨床提供更加準確的影像信息。但高密度金屬偽影對CT影像質量有較大影響。金屬偽影多由于高密度金屬物質使X線急劇衰減，導致周圍組織的成像數據缺失，周圍組織X線衰減信息丟失[3]。偽影嚴重會降低圖像質量，鄰近結構的顯示與觀察受到影響[4，5]，從而影響臨床診斷。

臨床研究發現，CT常規重建技術的金屬偽影會導致鄰近椎體及周圍組織顯示不清晰，內固定顯示模糊，造成圖像質量的嚴重下降[6，7]。因此，急需一種新的重建技術對原始數據進行相關重組，改善影像質量。應用射線束硬化校正法、線性內插的標準化正弦圖修復法和分頻去偽影法是去金屬偽影的常用方法[8]。本研究采用飛利浦64排Ingenuity CT的O-MAR重建技術是一種去金屬偽影的迭代算法，以線性內插為基礎，應用標準加權的濾波反投影法進行閾值分割，并用未穿過金屬的相鄰投影的內插數據替換，將金屬偽影數據從原始數據中剔除是O-MAR技術實施的關鍵，從而達到減少金屬偽影的效果[9]。結果顯示，O-MAR重建技術對金屬內固定成像后圖像質量評價在2分以上63例(96.9%),常規重建技術僅為24例(36.9%)，并且常規重建技術組圖像均未達到3分，說明O-MAR重建技術優勢非常明顯，具有重建速度快，能夠降低CT圖像中金屬置入物的條索狀偽影和硬化偽影，提高圖像的信噪。

總之，O-MAR 重建技術與常規重建方法相比，能夠使金屬置入物及周圍的組織結構清晰顯示，從而減少金屬偽影，增加信噪比，提高圖像質量，能為臨床診斷提供更有價值的影像信息。本研究只評價了各組的圖像質量，具有一定的局限性，下一步將對診斷準確性方面進行更深入地研究。