能譜CT單能成像與MARs在髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后金屬植入物偽影去除的研究.pdf

1、目的:研究能譜CT單能量成像(monochromatic imaging)及單能量+去偽影技術(shù)(metal artefact reduction software，MARs)在去除髖關(guān)節(jié)置換假體周圍偽影的效果，并評價加用MARs技術(shù)是否可以提高圖像質(zhì)量，其在診斷髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后并發(fā)癥的臨床價值。
　　方法:收集本院31例單側(cè)髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后患者的能譜(Gemstone SpectralImaging，GSI)掃描資料，22例全髖置換、

2、9例半髖置換，其中21例MARs后處理。重組1.25mm層厚單能量及MARs圖像，將圖像傳至GE AW4.5后處理工作站，在GSI和MARs原始圖像進行感興趣區(qū)(region of interest，ROI)測量，獲得數(shù)據(jù).xls表，提取出ROI的單能量80、100、120、140keV及80、100、120、140keV+MARs圖像的CT值及噪聲值(Standard Deviation，SD)。
　　客觀評價:(1)軸位圖像偽

3、影最重層面畫取3個目標(biāo)ROI和一個背景ROI，目標(biāo)ROI分別為髖關(guān)節(jié)前、外、后方均勻的肌肉組織，背景ROI位于對側(cè)無偽影的皮下脂肪區(qū)，計算每個ROI的偽影指數(shù)(Artifacts Index，AI;AI=(SD12-SD22)1/2)。(2)選擇軸位盆腔內(nèi)偽影最重層面，膀胱和子宮/前列腺偽影最大處選擇目標(biāo)ROI，背景ROI位于相應(yīng)層面無偽影區(qū)的皮下脂肪，計算AI值。(3)選擇同一患者髖關(guān)節(jié)假體偽影最大層面，在置換側(cè)與同層面健康側(cè)髖關(guān)節(jié)前

4、/外/后方肌肉區(qū)取相同大小的ROI，提取數(shù)據(jù).xls表中各單能量的CT值和SD值。
　　主觀評價:兩位放射醫(yī)師獨立對單能量120keV與140keV有無MARs圖像行雙盲法主觀評分。(1)影像質(zhì)量的主觀評分采用（1-4分標(biāo)準(zhǔn)），4分基本無偽影，假體形態(tài)結(jié)構(gòu)及骨皮質(zhì)顯示清楚，周圍軟組織清晰，盆腔臟器顯示清晰，可以診斷;3分有部分偽影，假體與周圍骨分界較清晰，軟組織顯示較清楚，盆腔臟器較清晰，不影響診斷;2分偽影較重，假體與周圍骨分界

5、不清晰，周圍軟組織顯示欠清，盆腔臟器顯示不清，對診斷信心有影響;1分偽影重，假體與周圍骨質(zhì)、周圍軟組織、盆腔臟器均不能觀察，不能診斷。(2)以臨床髖關(guān)節(jié)翻修術(shù)后結(jié)果對照，兩位放射醫(yī)師經(jīng)協(xié)商后對最佳單能量+MARs軸位和冠狀位圖像進行評價:假體臼杯是否有遷移（遷移5-10mm，＞10mm;連續(xù)透亮帶）;假體是否有碎裂（假體柄碎裂，骨水泥斷裂）;假體柄是否有下沉（下沉＞3mm），影像上符合其中一項者則診斷為松動;將單能量+MARs圖像與單能

6、量及同期數(shù)字化X線(Digitalradiography，DR)圖像進行比較，觀察各自對骨質(zhì)溶解和髖關(guān)節(jié)周圍是否有炎癥的顯示情況。
　　統(tǒng)計方法:對各單能量之間和單能量+MARs之間的偽影指數(shù)比較使用配對t檢驗，對單能量120、140keV與120keV、140keV+MARs之間偽影指數(shù)、各單能量影像和單能量+MARs影像上CT值和SD值校正能力比較使用配對t檢驗。影像質(zhì)量的主觀評分比較使用配對卡方檢驗。兩位放射醫(yī)師之間主觀評分

7、的一致性使用Kappa檢驗。使用統(tǒng)計軟件SPSS17.0，P＜0.05有統(tǒng)計學(xué)意義。
　　結(jié)果:
　　客觀評價:同一個位置在不同單能量下AI均值隨著keV值增高，逐漸降低。髖關(guān)節(jié)植入物前側(cè)、后側(cè)和盆腔臟器在單能量140keV的AI值最低，均低于其他單能量水平，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）;外側(cè)和膀胱的AI值在單能量120keV和140keV最低，均低于單能量80keV和100keV，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），單能

8、量120keV與140keV之間差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P≥0.05）;同一個位置在不同單能量+MARs影像的AI均值隨著keV值增高逐漸降低。髖關(guān)節(jié)植入物后側(cè)、盆腔臟器和膀胱在單能量140keV的AI值最低，均低于其他單能量水平，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）;前側(cè)和外側(cè)的AI值在單能量120keV和140keV最低，均低于單能量80keV和100keV，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），單能量120keV與140keV之間差異無統(tǒng)計學(xué)意

9、義（P≥0.05）。在置換髖關(guān)節(jié)周圍前側(cè)、后側(cè)和外側(cè)位置，單能量120keV、140keV+MARs影像的AI均值均小于無MARs影像的AI均值，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）;在盆腔臟器與膀胱，單能量120keV、140keV與120keV、140keV+MARs影像的AI值比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P≥0.05）;無MARs的各個單能量影像中，置換側(cè)髖關(guān)節(jié)與對側(cè)髖關(guān)節(jié)前、外、后側(cè)肌肉的CT值有差異，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。

10、有MARs的各個單能量影像中，置換側(cè)髖關(guān)節(jié)與對側(cè)髖關(guān)節(jié)前與后位置肌肉的CT值接近，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P≥0.05），外側(cè)的CT值有差異，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。有無MARs單影像置換側(cè)與對側(cè)在前、外、后三個位置肌肉的SD值均有差異，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。
　　主觀評價:兩位放射醫(yī)師評分結(jié)果Kappa檢驗高度一致性。高keV較低keV偽影明顯減少，單能量+MARs較單能量圖像偽影減少，假體較單能量圖變細(xì)，假體-

11、骨質(zhì)邊界清楚，但部分單能量+MARs圖像上新產(chǎn)生了一些條片狀偽影，假體的部分細(xì)小結(jié)構(gòu)被消除。但兩放射醫(yī)師對單能量+MARs的評分高于無MARs圖像的評分，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)。單能量+MARs圖像上可以發(fā)現(xiàn)DR常見的征象，且可以發(fā)現(xiàn)DR和單能量圖不能發(fā)現(xiàn)的細(xì)小骨溶解或碎裂。
　　結(jié)論:
　　1、能譜CT單能量成像技術(shù)可以有效減少髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后假體周圍的偽影，不同位置較理想的重建單能量水平一致性較好，120keV和

12、140keV可以得到同等的去偽影效果，120keV+MARs和140keV+MARs可以得到同等的去偽影效果。
　　2、單能量+MARs可以比單能量影像更明顯地減少髖關(guān)節(jié)植入假體周圍的偽影，提高圖像質(zhì)量;但MARs技術(shù)對去除盆腔內(nèi)偽影效果較單能量影像無明顯優(yōu)勢。
　　3、使用單能量+MARs技術(shù)可以減少偽影，使髖關(guān)節(jié)假體周圍組織的CT值測量更真實，而單能量成像只能使偽影有所減少，不能消除偽影對CT值測量的影響;去除髖關(guān)節(jié)假體