單能去金屬偽影技術(shù)改善頭頸部軟組織圖像質(zhì)量的應(yīng)用評(píng)價(jià)

趙 立，胡志海，劉笑顏，王 裕

（1.北京市平谷區(qū)醫(yī)院 放射科，北京 101200；2.首都醫(yī)科大學(xué)北京友誼醫(yī)院 放射科，北京 100050）

頭頸部CT 血管造影術(shù)（CTA）是診斷頭頸部血管病變的常規(guī)影像檢查，通過頭頸CTA 圖像也可評(píng)價(jià)頭頸部軟組織的相關(guān)疾病，比如唾液腺炎、蜂窩織炎和淋巴結(jié)炎， 確定炎癥范圍。 進(jìn)行頭頸CTA 掃描時(shí)， 口腔內(nèi)的金屬置物會(huì)使CT 圖像產(chǎn)生放射狀或條索狀金屬偽影， 比如鑄造鎳鉻合金假牙、鍛造硬質(zhì)無縫冠假牙、銅合金假牙等，很多假牙不可拆除， 其產(chǎn)生的金屬偽影使金屬物及周圍軟組織結(jié)構(gòu)無法顯示， 嚴(yán)重影響了臨床醫(yī)生對(duì)于頭頸部軟組織病變的評(píng)估。 雙能CT 的應(yīng)用具有較好的去偽影效果[1～4]，但對(duì)機(jī)器硬件要求較高，患者受到的輻射劑量較高并且影響周圍軟組織密度[5]。 近年來單能量去金屬偽影算法重建（single energy metal artifact reduction，SEMAR）技術(shù)逐漸應(yīng)用于臨床。 本研究使用寬體320 排CT 進(jìn)行頭頸CTA 檢查， 并驗(yàn)證SEMAR 技術(shù)對(duì)于假牙金屬偽影的去除效果。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象

回顧性分析北京市平谷區(qū)醫(yī)院2021年2月～5月間做頭頸CTA 檢查且假牙不可取出患者47例，其中男27 例、女20 例；年齡46～80 歲，平均63.7±8.5 歲。 排除由于患者移動(dòng)造成的圖像出現(xiàn)嚴(yán)重運(yùn)動(dòng)偽影。

1.2 重建方法

使用佳能公司寬體320 排CT（Aquilion ONE Vision）對(duì)患者行CTA 掃描后進(jìn)行原始數(shù)據(jù)重建。AIDR3D 組：采用混合迭代重建（AIDR3D）重建圖像，層厚0.5mm，層間距0.5mm；SEMAR 組：采用AIDR3D 配合SEMAR 技術(shù)重建圖像， 層厚0.5mm，層間距0.5mm。

1.3 圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)

客觀評(píng)價(jià)： 將重建后的2 組圖像傳至VITAL工作站，選取假牙所在層面，在舌下處畫ROI，并在同層面的肌肉處畫ROI，ROI 大小保持一致，分別在2 組圖像上測(cè)量其CT 值和SD 值（圖1）。 各參數(shù)需在連續(xù)層面上重復(fù)3 次， 取其平均值作為該處的CT 值和SD 值。

圖1 ROI 分別畫在2 組圖像的肌肉和舌下處

專家評(píng)分： 由2 名高年資醫(yī)生采用雙盲法對(duì)2 組圖像進(jìn)行評(píng)分。采用軟組織窗瀏覽圖像（WW：300Hu，WL：50Hu），層厚0.5mm。 醫(yī)生可以自由改變窗寬和窗位， 評(píng)估舌下腺、 淋巴和總體圖像質(zhì)量。 評(píng)分1 分：圖像質(zhì)量差；2 分：圖像質(zhì)量不足；3分：圖像可以滿足臨床診斷；4 分：圖像質(zhì)量較好，5 分：圖像質(zhì)量?jī)?yōu)秀。 認(rèn)為圖像評(píng)分≥3 分為符合臨床診斷需求，2 分及以下為不符合臨床診斷需求。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS23.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。 呈正態(tài)分布的計(jì)量數(shù)據(jù)用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，組間比較采用t 檢驗(yàn)。

2 結(jié)果

圖像質(zhì)量客觀評(píng)價(jià)結(jié)果見表1。在舌下和肌肉處，SEMAR 組圖像的CT 值和SD 值明顯低于AIDR3D 組，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P<0.01）。表2 示， 相比于AIDR3D 組，AIDR3D+SEMAR 組圖像的專家評(píng)分在舌下腺處、 淋巴處和總體圖像質(zhì)量方面都顯著提高，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P<0.01）。

表1 AIDR3D 組與AIDR3D+SEMAR 組圖像的測(cè)量值

表2 醫(yī)生1 和醫(yī)生2 對(duì)圖像質(zhì)量的評(píng)分比較

圖2 為68 歲男性的2 組重建后圖像的對(duì)比，可見AIDR3D+SEMAR 組的圖像質(zhì)量明顯優(yōu)于AIDR3D 組，且AIDR3D+SEMAR 圖像對(duì)于淋巴結(jié)的顯示明顯優(yōu)于AIDR3D 圖像。

圖2 68 歲男性， 頸動(dòng)脈狹窄復(fù)查頭頸CTA， 假牙不可取出。 a 圖為AIDR3D 組圖像，b 圖為SEMAR 組圖像，b 圖的淋巴結(jié)顯示明顯優(yōu)于a 圖。

3 討論

3.1 SEMAR 技術(shù)的原理及應(yīng)用

本研究使用SEMAR 技術(shù)有效地去除了假牙的金屬偽影。 SEMAR 技術(shù)的原理為：首先將金屬軌跡分割出來， 再用周圍未受偽影影響的體素測(cè)量值對(duì)受偽影影響的部分進(jìn)行線性內(nèi)插， 然后將其反投影到金屬軌跡中， 線性整合出物體的完整輪廓， 最后用線性基線轉(zhuǎn)換方式使融合的圖像更接近原始圖像。 Kidoh 等[6]的研究中提到，運(yùn)用投影運(yùn)算得到的去偽影圖像一般都會(huì)產(chǎn)生新的類型的偽影（如假體邊緣鋸齒狀偽影），但是研究中的SEMAR 圖像并沒有新產(chǎn)生的偽影， 可能是由于SEMAR 運(yùn)算能夠更精確地分割金屬假體，反復(fù)糾正假體邊緣沒有金屬的數(shù)據(jù)， 并且有效去除金屬偽影。

李嘉慧等人運(yùn)用SEMAR 技術(shù)可以在顳骨CT 中有效地去除人工耳蝸的金屬偽影[7]。 冉彥永等發(fā)現(xiàn)， 運(yùn)用SEMAR 技術(shù)可以在頭灌注掃描中有效地去除腦動(dòng)脈瘤夾閉術(shù)后的金屬偽影， 并且沒有對(duì)灌注參數(shù)產(chǎn)生影響[8]。 SEMAR 技術(shù)能夠減少膝關(guān)節(jié)腫瘤假體產(chǎn)生的偽影， 提高對(duì)假體周圍結(jié)構(gòu)的辨識(shí)，尤其在關(guān)節(jié)平面其效果更顯著[9]，其對(duì)于腰椎內(nèi)固定術(shù)后的螺釘位置、松動(dòng)情況、螺釘周圍骨質(zhì)溶解及軟組織感染等的評(píng)估都具有較高的應(yīng)用價(jià)值[10]。本研究驗(yàn)證了SEMAR 技術(shù)可以有效去除頭頸CTA 圖像中假牙的金屬偽影，提高頭頸部軟組織的圖像質(zhì)量，尚未見有相關(guān)研究報(bào)道。

3.2 SEMAR 技術(shù)的應(yīng)用效果

本研究結(jié)果顯示，戴假牙患者做頭頸CTA 檢查后， 使用SEMAR 技術(shù)可以明顯提高周圍軟組織的清晰度， 金屬偽影覆蓋范圍明顯縮小甚至消失，可以清晰觀察假牙周圍的組織結(jié)構(gòu)，而且SEMAR 技術(shù)不會(huì)影響沒有金屬偽影的層面，從而提供更多診斷信息。SEMAR 技術(shù)是基于原始數(shù)據(jù)的后處理算法， 不會(huì)加大CT 檢查對(duì)患者的輻射劑量，頭頸部平均劑量為0.93mSv。 而且掃描前也不需要準(zhǔn)確了解患者有無假牙， 因此相對(duì)于其他去偽影技術(shù)更加適合應(yīng)用于臨床，便于推廣。

本研究的不足是病例數(shù)較少且為單中心研究。 另外，未討論不同材質(zhì)的假牙運(yùn)用SEMAR 技術(shù)后去除偽影的效果。 雖然SEMAR 技術(shù)能夠很好的去除假牙偽影，明顯提高圖像質(zhì)量，但是在研究過程中有部分去除假牙偽影的效果欠佳， 這可能與假牙的材質(zhì)有關(guān)，這也是今后研究的方向。