高清能谱CT去除金属伪影功能的应用

吴祥才

吉林省人民医院放射科，吉林长春130021

高清能谱CT去除金属伪影功能的应用

吴祥才

吉林省人民医院放射科，吉林长春130021

目的 探讨高清能谱CT成像去除金属伪影功能的应用价值；研究在应用去除金属伪影功能中最佳keV值的范围。 方法 对42例做过金属异物植入手术的患者行高清能谱CT扫描，将原始数据重建以多组单能量（Mono）的图像，对不同质量图像所对应的keV的值各做以记录。再通过比较常规CT扫描图像和各种不同Mono能量级别图像的去伪影功能，进行分析和对比软组织、骨质以及金属植入物图像轮廓的锐利度和残余金属伪影强度；以此来判断高清能谱CT在不同患者的相同部位，所得到的去金属伪影的最佳成像能量级和对诊断疾病的有效利用率。 结果 由金属植入物所形成的伪影大多在90～140keV的时候减弱或去除，在100～130keV时减弱就更明显。能谱成像去除金属伪影功能在90～140keV时，对金属植入物相邻近的骨质及软组织影像清晰度有所提高，在110～140keV时对骨质及金属植入物的图像显示为最好，在110～130keV时软组织的图像较好。应用高清CT能谱记录选取最佳单能量的条件为90～130keV，在这个能量范围内的图像均能满足阅读要求。 结论 高清能谱CT的能谱扫描，在高能量范围可较好的减除体部植入金属物伪影，四肢略有差别。最佳的能量范围为100～130keV。掌握了有效的能谱范围，可快速有效获得最佳有用图像。

伪影；金属植入物；能谱；能量

人体的金属植入物有很多种类，其中包括有血管及各种管腔支架、银夹，心脏起搏器，人工关节、内固定钢板及螺钉等。这样的术后患者大多需要隔期做CT检查，观察其金属植入物的位置情况。但普通CT 扫描的图像中可出现多种金属伪影， 这些金属伪影在图像中的表现形式也是各不相同。重建后的图像与被扫描患者的实际体态、轮廓等出现不相对应的影像。这种质量严重下降CT扫描图像，可能会出现假病灶、掩盖病灶，还严重地干扰了阅片医生对病情的诊断，以致延误病情；甚至还会产生一些医疗纠纷。

金属植入物是常规CT扫描最常见的会产生放射状或梯格状伪影问题之一[1-2]。因此，要在最大程度上抑制直到去除这种伪影对医学影像诊断的干扰非常重要。采用常规 CT扫描方法来抑制上述图像伪影，效果不理想也不易实现。高清能谱 CT扫描数据的特殊处理和管球独特供电方式等硬件方面，就在去除CT影像金属伪影之处开创了新亮点[3-5]。本研究通过对常规CT与高清能谱 CT的Mono后处理图像质量、诊断效能进行对比，探讨高清能谱 CT减少或去金属植入物伪影方面的应用价值，并研究寻找其最佳keV的应用范围。

1　资料与方法

1.1一般资料

本研究是在患者体内的金属植入物需要复查并获得患者知情同意后进行的。在我院就诊的患者中选取42例体内有金属植入物，并且以往在HIS上有术后常规CT扫描资料，需要复查金属植入物情况的患者，男女比例、年龄大小无限制，本次收集的资料中，男34例，女8例；年龄36～75岁，平均51岁。其中脊柱固定14例，人工髋关节7例，人工膝关节4例，股骨内固定2例，肱骨内固定2例，肋骨内固定3例，腔内支架4例，体内银夹5例，另有1例颅内银夹复查时突然癫痫发作而检查失败的患者。

1.2仪器和使用参数

使用双源CT机是其方法之一，但本方法是选用了单源并有高速切换能量的CT750HD能谱CT机，比前者更方便。扫描参数：其中的管电压、电流、转速和准直宽度要选所对应部位机器允许的GSI扫描技术参数；尽可能的减少剂量，层厚为5mm，间距为5mm，后拆分为每层探测器宽度厚0.625mm，pitch值为0.984：1，此值已基本等同于各向同性扫描。将扫描数据设为：KeV单能量和加MARS（metal artifacts reduction system）技术的重建方式，另加混合能量QC（quality check）图像等。并将这些图像数据一同传入AW4.5后处理工作站。

1.3后处理和图像的对比观察

为遵循医学伦理的基本概念，不对患者重复进行常规CT扫描后再对比，而只对需要做术后随访复查的患者进行能谱（GSI）CT扫描，这样就减少了对患者重复扫描而受到的辐射。采取将这42例患者以前保存在医院HIS上的常规CT扫描图像数据调回AW4.5后处理工作站，再进行多种重组方式后处理；包括最大密度投影（MIP），容积显示（VR），多平面重组（MPR）这几种重组出的图像进行保存并上传至HIS上。而后对42例患者的高清能谱CT扫描原始数据，重建出多组的单能量（Mono）图像，并对不同质量图像所对应的KeV的值，各做以记录。再通过比较常规CT扫描图像和各种不同Mono能量级别图像的去伪影功能，进行分析和对比软组织、骨质以及金属植入物图像轮廓的锐利度和残余金属伪影强度；以此来判断高清能谱CT在不同患者的相同部位所得到去金属伪影的最佳成像能量级和对诊断疾病的有效利用率。

2　结果

我们对42例的常规CT的扫描数据应用多种后处理软件进行重组处理，也不能把金属植入物放射状伪影消除，椎体的内固定钉位置显示不清。如图1。这样就对患者术后检查的诊断准确性难以保障，对临床诊断失去了有效的帮助[6-7]。

当把GSI扫描的Mono加MARS数据应用GSI Viewer软件进行分析处理后，放射状伪影基本消除。如图2。在应用GSI Viewer软件进行分析、观察中得知，由金属植入物所形成的伪影大多在90～140kev的时候减弱或去除，在100～130keV时减弱就更明显。能谱成像去除金属伪影功能在90～140keV时，对金属植入物相邻近的骨质及软组织影像清晰度有所提高，在110～140keV时，对骨质及金属植入物的图像显示为最好，在110～130keV时，软组织的图像较好。应用高清CT能谱记录选取最佳单能量的条件，为90～130keV，在这个能量范围内的图像，均能满足阅读和对金属植入物位置、状态与软组织等整体关系的评价。

图1　A、B、C、D均为常规CT机扫描图像，金属伪影较多，人工关节之间关系及内固定钉位置显示不清

图2　高清能谱CT采用GSI加MARS功能的扫描图像

3　讨论

有金属植入物的患者，术后随访复查时，常规CT扫描图像中各种伪影均不同程度的影响对患者CT扫描图像的正确诊断[8-9]。这些黑白相间向周围辐射状及低密度暗带与高密度亮带交替出现等各样式的伪影，是扫描时射线通过金属后产生的射线硬化效应及光子饥饿效应所致。而GSI射线能量具有单一性，克服了混合能量射线通过金属后能量的不均匀性，减少了硬化效应；因此高清能谱CT成像去除金属伪影功能的应用，可有效减除金属植入物伪影和射线束硬化伪影。

通过GSI Viewer软件的处理技术，使这些有金属植入物的部位，可充分显示出其金属形态与邻近的骨质及软组织细节情况[10]。高清能谱CT的GSI扫描，因患者的个体部位及植入金属物的不同，成像条件就各有差异，因此通过主观评价优选出最佳的成像条件应有一定范围，本研究提出的最佳能量范围为100～130keV。掌握了有效的能谱范围[11-12]，可快速有效获得最佳有用的高质量图像。根据此范围获得的图像与描绘ROI keVCT值曲线法所获得的图像质量基本一致，但此法方便快捷。

本能谱（GSI）CT扫描的应用，当下还存在一些不足之处，也就是在使用此功能扫描的时候，扫描射线能量是要有所增加的，即对所检患者的辐射剂量增加了。这一点有待硬件或软件科技的进一步发展来克服。

总之，高清能谱CT扫描技术的去金属伪影功能应用，能清晰显示人体内金属植入物的细微结构形态与人体结构之间的关系，基本消除了患者术后随访复查时，因金属植入物产生伪影对图像质量的影响，是避免了误诊、错诊的有效检查手段[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）