高清能譜CT去除金屬偽影功能的應用

吳祥才

吉林省人民醫院放射科，吉林長春130021

高清能譜CT去除金屬偽影功能的應用

吳祥才

吉林省人民醫院放射科，吉林長春130021

目的 探討高清能譜CT成像去除金屬偽影功能的應用價值；研究在應用去除金屬偽影功能中最佳keV值的范圍。 方法 對42例做過金屬異物植入手術的患者行高清能譜CT掃描，將原始數據重建以多組單能量（Mono）的圖像，對不同質量圖像所對應的keV的值各做以記錄。再通過比較常規CT掃描圖像和各種不同Mono能量級別圖像的去偽影功能，進行分析和對比軟組織、骨質以及金屬植入物圖像輪廓的銳利度和殘余金屬偽影強度；以此來判斷高清能譜CT在不同患者的相同部位，所得到的去金屬偽影的最佳成像能量級和對診斷疾病的有效利用率。 結果 由金屬植入物所形成的偽影大多在90～140keV的時候減弱或去除，在100～130keV時減弱就更明顯。能譜成像去除金屬偽影功能在90～140keV時，對金屬植入物相鄰近的骨質及軟組織影像清晰度有所提高，在110～140keV時對骨質及金屬植入物的圖像顯示為最好，在110～130keV時軟組織的圖像較好。應用高清CT能譜記錄選取最佳單能量的條件為90～130keV，在這個能量范圍內的圖像均能滿足閱讀要求。 結論 高清能譜CT的能譜掃描，在高能量范圍可較好的減除體部植入金屬物偽影，四肢略有差別。最佳的能量范圍為100～130keV。掌握了有效的能譜范圍，可快速有效獲得最佳有用圖像。

偽影；金屬植入物；能譜；能量

人體的金屬植入物有很多種類，其中包括有血管及各種管腔支架、銀夾，心臟起搏器，人工關節、內固定鋼板及螺釘等。這樣的術后患者大多需要隔期做CT檢查，觀察其金屬植入物的位置情況。但普通CT 掃描的圖像中可出現多種金屬偽影， 這些金屬偽影在圖像中的表現形式也是各不相同。重建后的圖像與被掃描患者的實際體態、輪廓等出現不相對應的影像。這種質量嚴重下降CT掃描圖像，可能會出現假病灶、掩蓋病灶，還嚴重地干擾了閱片醫生對病情的診斷，以致延誤病情；甚至還會產生一些醫療糾紛。

金屬植入物是常規CT掃描最常見的會產生放射狀或梯格狀偽影問題之一[1-2]。因此，要在最大程度上抑制直到去除這種偽影對醫學影像診斷的干擾非常重要。采用常規 CT掃描方法來抑制上述圖像偽影，效果不理想也不易實現。高清能譜 CT掃描數據的特殊處理和管球獨特供電方式等硬件方面，就在去除CT影像金屬偽影之處開創了新亮點[3-5]。本研究通過對常規CT與高清能譜 CT的Mono后處理圖像質量、診斷效能進行對比，探討高清能譜 CT減少或去金屬植入物偽影方面的應用價值，并研究尋找其最佳keV的應用范圍。

1　資料與方法

1.1一般資料

本研究是在患者體內的金屬植入物需要復查并獲得患者知情同意后進行的。在我院就診的患者中選取42例體內有金屬植入物，并且以往在HIS上有術后常規CT掃描資料，需要復查金屬植入物情況的患者，男女比例、年齡大小無限制，本次收集的資料中，男34例，女8例；年齡36～75歲，平均51歲。其中脊柱固定14例，人工髖關節7例，人工膝關節4例，股骨內固定2例，肱骨內固定2例，肋骨內固定3例，腔內支架4例，體內銀夾5例，另有1例顱內銀夾復查時突然癲癇發作而檢查失敗的患者。

1.2儀器和使用參數

使用雙源CT機是其方法之一，但本方法是選用了單源并有高速切換能量的CT750HD能譜CT機，比前者更方便。掃描參數：其中的管電壓、電流、轉速和準直寬度要選所對應部位機器允許的GSI掃描技術參數；盡可能的減少劑量，層厚為5mm，間距為5mm，后拆分為每層探測器寬度厚0.625mm，pitch值為0.984：1，此值已基本等同于各向同性掃描。將掃描數據設為：KeV單能量和加MARS（metal artifacts reduction system）技術的重建方式，另加混合能量QC（quality check）圖像等。并將這些圖像數據一同傳入AW4.5后處理工作站。

1.3后處理和圖像的對比觀察

為遵循醫學倫理的基本概念，不對患者重復進行常規CT掃描后再對比，而只對需要做術后隨訪復查的患者進行能譜（GSI）CT掃描，這樣就減少了對患者重復掃描而受到的輻射。采取將這42例患者以前保存在醫院HIS上的常規CT掃描圖像數據調回AW4.5后處理工作站，再進行多種重組方式后處理；包括最大密度投影（MIP），容積顯示（VR），多平面重組（MPR）這幾種重組出的圖像進行保存并上傳至HIS上。而后對42例患者的高清能譜CT掃描原始數據，重建出多組的單能量（Mono）圖像，并對不同質量圖像所對應的KeV的值，各做以記錄。再通過比較常規CT掃描圖像和各種不同Mono能量級別圖像的去偽影功能，進行分析和對比軟組織、骨質以及金屬植入物圖像輪廓的銳利度和殘余金屬偽影強度；以此來判斷高清能譜CT在不同患者的相同部位所得到去金屬偽影的最佳成像能量級和對診斷疾病的有效利用率。

2　結果

我們對42例的常規CT的掃描數據應用多種后處理軟件進行重組處理，也不能把金屬植入物放射狀偽影消除，椎體的內固定釘位置顯示不清。如圖1。這樣就對患者術后檢查的診斷準確性難以保障，對臨床診斷失去了有效的幫助[6-7]。

當把GSI掃描的Mono加MARS數據應用GSI Viewer軟件進行分析處理后，放射狀偽影基本消除。如圖2。在應用GSI Viewer軟件進行分析、觀察中得知，由金屬植入物所形成的偽影大多在90～140kev的時候減弱或去除，在100～130keV時減弱就更明顯。能譜成像去除金屬偽影功能在90～140keV時，對金屬植入物相鄰近的骨質及軟組織影像清晰度有所提高，在110～140keV時，對骨質及金屬植入物的圖像顯示為最好，在110～130keV時，軟組織的圖像較好。應用高清CT能譜記錄選取最佳單能量的條件，為90～130keV，在這個能量范圍內的圖像，均能滿足閱讀和對金屬植入物位置、狀態與軟組織等整體關系的評價。

圖1　A、B、C、D均為常規CT機掃描圖像，金屬偽影較多，人工關節之間關系及內固定釘位置顯示不清

圖2　高清能譜CT采用GSI加MARS功能的掃描圖像

3　討論

有金屬植入物的患者，術后隨訪復查時，常規CT掃描圖像中各種偽影均不同程度的影響對患者CT掃描圖像的正確診斷[8-9]。這些黑白相間向周圍輻射狀及低密度暗帶與高密度亮帶交替出現等各樣式的偽影，是掃描時射線通過金屬后產生的射線硬化效應及光子饑餓效應所致。而GSI射線能量具有單一性，克服了混合能量射線通過金屬后能量的不均勻性，減少了硬化效應；因此高清能譜CT成像去除金屬偽影功能的應用，可有效減除金屬植入物偽影和射線束硬化偽影。

通過GSI Viewer軟件的處理技術，使這些有金屬植入物的部位，可充分顯示出其金屬形態與鄰近的骨質及軟組織細節情況[10]。高清能譜CT的GSI掃描，因患者的個體部位及植入金屬物的不同，成像條件就各有差異，因此通過主觀評價優選出最佳的成像條件應有一定范圍，本研究提出的最佳能量范圍為100～130keV。掌握了有效的能譜范圍[11-12]，可快速有效獲得最佳有用的高質量圖像。根據此范圍獲得的圖像與描繪ROI keVCT值曲線法所獲得的圖像質量基本一致，但此法方便快捷。

本能譜（GSI）CT掃描的應用，當下還存在一些不足之處，也就是在使用此功能掃描的時候，掃描射線能量是要有所增加的，即對所檢患者的輻射劑量增加了。這一點有待硬件或軟件科技的進一步發展來克服。

總之，高清能譜CT掃描技術的去金屬偽影功能應用，能清晰顯示人體內金屬植入物的細微結構形態與人體結構之間的關系，基本消除了患者術后隨訪復查時，因金屬植入物產生偽影對圖像質量的影響，是避免了誤診、錯診的有效檢查手段[13]。

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Application of high definition spectral CT for metallic artifacts reduction function

WU Xiangcai
Department of Radiology, Jilin Provincial People's Hospital, Changchun130021, China

Objective To investigate the application value of high definition spectral CT imaging for metallic artifacts reduction function; study the optimal keV range for metallic artifacts reduction function. Methods 42 cases with metal implanted were underwent high definition spectral CT scan, the original data reconstructed with multi group monochromic (Mono) image, the corresponding image quality for different values of keV, each are done to record. Sharpness and residual metal artifacts strength of soft tissue, bone and metal implants image contour is analyzed and contrasted by comparing the metallic artifacts reduction function of the conventional CT and different Mono image. In order to finding optimal range of keV and the effective diagnosis utilization of high definition spectral CT Image in the same location of different patients. Results Artifacts formed by metal implants are weakened or removed mostly in 90～ 140kev, in 100～ 130keV decreased more obviously. The diagnosis utilization of adjacent bone and soft tissue imaging is cleared in 90～140keV, the optimal range was110～140keV in bone and metal implanted imaging, 110～ 130keV in soft tissue imaging. Application of high definition spectral CT, the selection of the optimal Mono range is 90～130keV, the image in this energy range, can meet the requirement of reading. Conclusion In the high energy range, metallic artifacts reduced better in high definition spectral CT scan. Limb slightly difference the optimal range is 100～130keV. Master the effective range of the spectrum, which can be quickly and effectively to obtain the best useful image.

Artifacts; Metal implant; Energy spectrum; Energy

R816.8

B

2095-0616（2015）09-165-03

（2015-02-24）