胸部雙能X線攝影中運動偽影的影響因素

齊阿榮，王 川，孫麗華，曹子龍，陳 新

(河北燕達醫院醫學影像科，河北 三河 065201)

DR雙能減影X線胸部攝影是采用1次屏氣、2次曝光獲得3幅圖像，即以60～80 kVp和110～150 kVp 2組不同能量對同一物質于短時間(約200 ms)內進行2次獨立曝光，生成軟組織圖像、骨組織圖像和普通胸片，對檢出病變及鑒別診斷具有重要作用[1-3]：軟組織圖像可去除骨骼等背景組織，提高對肺結節及少量氣胸的檢出率，骨組織圖像去除肺及心血管等組織，有利于提高診斷肋骨病變的特異性；但2次曝光間隔時間內呼吸運動和心臟搏動的影響易致減影不完全。使圖像產生運動偽影，主要見于軟組織圖像和骨組織圖像。本研究觀察胸部DR雙能減影圖像運動偽影的好發部位，分析其影響因素。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2018年1—6月128例河北燕達醫院接受胸部DR雙能減影X線攝影者，男性59名，女69名，年齡10～87歲，中位年齡51歲。

1.2 方法 采用GE Definium 8000雙板數字X線攝影機進行胸部DR雙能減影X線攝影，自動曝光控制系統，雙能減影條件，高能量為120 kV、200 mA，低能量為60 kV、320 mA，行后前位投照，攝影距離180 cm，于深吸氣后屏氣曝光，獲得普通胸片、軟組織圖像和骨組織圖像(圖1)。記錄部分患者檢查后心率。

圖1 男性，46歲，正常胸片 A.普通胸片； B.軟組織圖像； C.骨組織圖像，肺野及肋骨顯示清晰，無偽影

1.3 圖像分析 由1名具有5年工作經驗的影像科技師于骨組織圖像上分別測量偽影長度及寬度。運動偽影為直線或接近直線時，以兩端之間的距離為其長度；呈曲線時，以曲線轉彎處為節點，多條直線相加為其長度。針對同一運動偽影，取3個不同位置分別進行測量，取其均值作為寬度。

1.4 統計學分析 采用SPSS 22.0統計分析軟件。計量資料符合正態分布以±s表示，計數資料以頻數表示。采用單因素方差分析比較不同位置間運動偽影的平均長度及寬度差異,以LSD檢驗行組間兩兩比較；以Spearman秩相關分析心率與不同位置出現運動偽影的相關性。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

128例雙能胸片中，115例于不同位置見運動偽影(圖2～3)，分別位于左心室段(87例，75.65%)、主動脈弓處(82例，71.30%)、右心緣(60例，52.17%)、心膈緣(42例，36.52%)、左心房耳肺動脈段(30例，26.09%)及上腔靜脈處(27例，23.48%)，在骨組織圖像中更為明顯；其中15例膈肌偽影明顯，經呼吸訓練后行第2次攝片，膈肌偽影減小或消失(圖4)。

圖2 受檢者男，17歲，常規體檢 A.普通胸片； B.軟組織圖像； C.骨組織圖像，主動脈弓處(單箭頭)、膈肌處(三角箭頭)見黑色條紋偽影，左房耳肺動脈段(雙箭頭)、左心室段(粗箭頭)見白色偽影

圖3 女性，61歲，主動脈硬化，心率80次/分 A.普通胸片； B.軟組織圖像； C.骨組織圖像，左心室段、主動脈弓段分別見黑色及白色運動偽影，心影后肋骨顯示不清晰

圖4 女性，55歲，主動脈紆曲擴張，不同屏氣狀態下胸部骨組織圖像 A.屏氣不佳，雙側膈肌運動偽影明顯，肺野內出現運動偽影； B.經呼吸訓練后第2次攝片，膈肌偽影消失，肺野內偽影減輕

分析主要影響肺及肋骨結構的左心室段、主動脈弓段、右心緣處運動偽影的平均長度和寬度，其平均長度及寬度差異均有統計學意義(F=4.59、3.46，P均<0.05)，不同位置運動偽影的平均長度及寬度兩兩比較差異均有統計學意義(P均<0.05)，見表1。

表1 不同位置運動偽影的平均長度及寬度比較(±s，mm)

表1 不同位置運動偽影的平均長度及寬度比較(±s，mm)

位置平均長度平均寬度左心室段(n=87)40.10±4.451.91±0.42主動脈弓處(n=82)23.31±3.11*0.92±0.18*右心緣處(n=60)29.14±3.78*#1.00±0.21*#F值4.593.46P值<0.05<0.05

注：*：與左心室段比較，P<0.05；#：與主動脈弓段比較，P<0.05

共記錄65例心率，為58～96次/分，中位心率69.86次/分；根據心率分組，心率58～69次/分組8例，心率70～79次/分組41例，心率80～96次/分組16例；分析心率與不同位置出現運動偽影的相關性，結果顯示心率與左心室段、主動脈弓段出現運動偽影均呈正相關(r=1.00、0.99，P均<0.05)；心率與左心房耳肺動脈段、右心緣、心膈緣、上腔靜脈處出現運動偽影無明顯相關(P均>0.05)。見表2。

表2 心率與不同位置出現運動偽影的相關性分析[例(%)]

3 討論

胸部DR雙能X線攝影中的軟組織圖像和骨組織圖像上，運動器官(心臟、大血管及膈肌)邊緣出現黑/白條紋的異常密度影為運動偽影，其部位多為心左緣、心右緣、心膈緣、上腔靜脈及膈肌處，心左緣又分為左心室段、左心房耳肺動脈段段及主動脈弓段。

既往雙能減影相關研究[4-8]多側重于其在肺內病變及肋骨骨折中的應用，針對雙能減影中運動偽影對圖像質量影響的報道較少。DR雙能減影X線胸部攝影減影過程易受人體自主及不自主運動影響，導致心臟、大血管等組織的位置及狀態發生輕微改變，運動器官邊緣出現配準不良，呈不同程度的黑白影[9]。心臟處于收縮期時，主動脈與心臟搏動方向相反，減影后左心室段運動偽影為黑色，主動脈弓段為白色；心臟處于舒張期時，減影后左心室段出現白色條紋影，主動脈弓段出現黑色運動偽影，原理類似于MRI中水質子與脂質子進動頻率不同而產生不同的化學位移偽影[10]。本研究發現骨組織圖像中運動偽影較軟組織圖像更明顯，可能由于軟組織圖像主要顯示肺野，背景較暗，而骨組織圖像主要顯示肋骨鎖骨等，背景較亮，故均于骨組織圖像測量運動偽影的長度及寬度，以減小誤差。

心臟、大血管搏動為不自主運動，不可避免會產生運動偽影，主要出現于心臟及主動脈周圍，遮蔽部分肺野及肋骨結構而影響診斷。本研究結果顯示左心室段出現運動偽影最多，其次是主動脈弓段，左心房耳肺動脈段較少，且左心室段運動偽影的平均長度及寬度均高于主動脈弓段和右心緣段，主要原因在于左心室搏動幅度最大，左心房耳肺動脈段搏動幅度相對小，運動幅度越大越易產生運動偽影[11]，因此左心室段較其他心緣部位更易產生運動偽影，且偽影更明顯。

本研究結果顯示心率與左心室段、主動脈弓段運動偽影均呈正相關，與左心房耳肺動脈段、右心緣、心膈緣、上腔靜脈處運動偽影無明顯相關，提示隨著心率增快，心肌血管運動速度加快，左室段、主動脈弓段運動出現運動偽影越多[12]。心率較慢者出現運動偽影較少，各肋骨顯示清晰；心率較快時，主動脈弓段及左心室段易產生運動偽影，難以清晰顯示心影后9～11肋骨情況。

另外，屏氣狀態欠佳亦可導致出現呼吸運動偽影，主要表現為軟組織圖像和骨組織圖像中沿膈肌弧面走行的不同寬度及長度的偽影，偶可于軟組織窗圖像見肋骨減影不完全等；屏氣良好時偽影減小或消失。本組15例存在明顯膈肌偽影，經呼吸訓練后第2次攝片，膈肌偽影減小或消失,提示呼吸訓練有利于避免胸部DR雙能X線減影圖像出現膈肌偽影[5，13]。