魏一娟，王小鵬，侯 平，查開繼，高劍波

(鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院放射科，河南 鄭州 450052)

隨著口腔醫(yī)學(xué)材料、技術(shù)的發(fā)展和生活水平的提高，牙齒修復(fù)和義齒安裝日趨普及，導(dǎo)致頭頸部、頜面部CT檢查中常因口腔金屬植入物偽影而影響觀察其周圍組織結(jié)構(gòu)[1-2]。能譜CT 虛擬單能譜影像(virtual monoenergetic images，VMI)及多物質(zhì)偽影降低(multi-artifact reduction system, MARS)[3-5]技術(shù)有助于降低口腔修復(fù)材料或義齒所致金屬偽影。目前針對新一代寬體探測器能譜CT新型多物質(zhì)偽影降低(multi-material artifact reduction， MMAR)技術(shù)減少頜面部金屬植入物偽影的研究尚少。本研究觀察寬體探測器CT的VMI聯(lián)合MMAR技術(shù)降低金屬植入物所致頜面部偽影的效果。

1 資料與方法

1.1 一般資料 回顧性分析2019年3月—12月40例植入金屬義齒后因頭頸、頜面部病變接受頜面部CT檢查患者，男26例，女14例，年齡11～78歲，平均(53.5±16.2)歲；均無嚴(yán)重心、肝、腎功能不全及碘對比劑過敏，檢查前均簽署知情同意書。

1.2 儀器與方法 采用GE Revolution寬體探測器能譜CT機(jī)，自動管電流調(diào)節(jié)，旋轉(zhuǎn)時間0.5 s，螺距0.992∶1，前置自適應(yīng)迭代重建技術(shù)50%，掃描范圍自胸廓入口至鼻部，對4例僅行平掃、36例行平掃加增強(qiáng)掃描。掃描完成后，分別重建層厚0.625 mm的120 kV-like(混能圖像)、單能量水平VMI(50、70、90、110、130 keV)及VMI(50、70、90、110、130 keV)聯(lián)合MMAR圖像，每例均獲得11組圖像。見圖1。

1.3 圖像質(zhì)量評價 于AW4.7工作站采用GSIviewer軟件對圖像進(jìn)行客觀及主觀評價。

1.3.1 客觀評價 由2名放射科主治醫(yī)師以雙盲法閱片。分別于偽影旁口底及同層面不受偽影影響的后頸部頭長肌內(nèi)設(shè)置ROI(40～60 mm2，記為ROI 1、ROI 2)，測量CT值、噪聲(standard deviations, SD)、對比噪聲比(contrast to noise ratio, CNR)和偽影指數(shù)(artifact index, AI)。

圖1 患者女，18歲，左側(cè)磨牙義齒，左側(cè)咽旁腮裂囊腫 A.120 kV-like軟組織窗圖像，左側(cè)磨牙義齒旁金屬偽影明顯，左側(cè)腮腺深葉稍低密度灶(箭)，邊界不清，密度欠均勻； B.110 keV VMI+MMAR軟組織窗圖像，偽影被有效去除，病變邊界清晰，密度均勻； C.120 kV-like骨窗圖像，左側(cè)義齒輪廓、形態(tài)顯示欠清； D.110 keV VMI+MMAR骨窗圖像，偽影去除后左側(cè)義齒顯示清晰

1.3.2 主觀評價 采用4分法進(jìn)行評價：1分，偽影重，影響口底及口腔內(nèi)外結(jié)構(gòu)觀察；2分，偽影較重，口底及口腔內(nèi)外結(jié)構(gòu)顯示欠清晰；3分，偽影尚可，圖像銳利度較好，紋理較自然，口底及口腔內(nèi)外結(jié)構(gòu)顯示正常，周圍組織尚可分辨；4分，無放射狀偽影，圖像銳利度良好，紋理自然，口腔內(nèi)外結(jié)構(gòu)清晰顯示，周圍組織清晰分辨。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)分析軟件。圖像SD及CNR、AI值均符合正態(tài)分布，以±s表示，組間比較采用配對樣本t檢驗(yàn)，組內(nèi)比較采用單因素方差分析；以中位數(shù)(上下四分位數(shù))表示不符合正態(tài)分布的圖像主觀評分，組間比較采用Wilcoxon秩和檢驗(yàn)。采用Kappa檢驗(yàn)評價觀察者間一致性，Kappa值<0.40為一致性差，0.41～0.60為一致性一般，>0.60為一致性好。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 客觀評價 120 kV-like圖像SD、CNR、AI均低于50 keV VMI(P均<0.05)，與70 keV-VMI差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)，SD、AI均高于90、110、130 keV-VMI(P均<0.001)，CNR值均低于110、130 keV-VMI(P均<0.05)。各單能量水平VMI+MMAR圖像的SD、AI均低于120 kV-like圖像(P均<0.001)，50、70、90 keV-VMI+MMAR圖像的SD、AI低于相應(yīng)VMI(P均<0.05)，110、130 keV-VMI+MMAR圖像的SD、AI與對應(yīng)VMI間差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)，各單能量水平VMI+MMAR圖像CNR均高于對應(yīng)VMI及120 kV-like圖像(P均<0.05)。VMI及VMI+MMAR圖像SD、AI均隨keV增高而逐漸減低(P均<0.001)。見表1。

2.2 主觀評價 2名醫(yī)師對圖像質(zhì)量的主觀評分的一致性好(Kappa值為0.813)。120 kV-like圖像評分低于各單能量水平VMI+MMAR圖像(P均<0.05)而高于50 keV-VMI圖像評分(P=0.002)，與70 keV及以上能量水平VMI圖像差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)。各單能量水平VMI+MMAR圖像評分高于對應(yīng)VMI(P均<0.001)。50、70、90、110 keV-VMI、VMI+MMAR圖像評分隨keV增高而增高，110 keV時評分最高，130 keV時減低(P均<0.05)。見表2。

3 討論

金屬假體偽影與金屬成分和植入物位置、形狀、大小及排列等相關(guān)[6]，嚴(yán)重降低頜面部CT掃描圖像質(zhì)量，影響對頜面部感染性、炎性及腫瘤病變的評估[7-8]。能譜CT的VMI技術(shù)能減輕“光子饑餓效應(yīng)”，減少硬化偽影[9]；MARS技術(shù)對“光子饑餓”現(xiàn)象進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，可提供金屬植入物及其周邊組織的準(zhǔn)確投射數(shù)據(jù)，有效抑制臨床常見金屬偽影及其他射線硬化偽影[6,10]。林曉霞等[3]發(fā)現(xiàn)VMI技術(shù)可顯著減少金屬義齒偽影而提高圖像質(zhì)量，改善對于金屬修復(fù)材料鄰近組織或病變的顯示狀況，去除金屬偽影的最佳單能量值范圍為110～140 keV[4]，而稍高能量水平的單能量圖像更有利于顯示口腔內(nèi)結(jié)構(gòu)[11]。CHA等[5]指出，聯(lián)合應(yīng)用VMI及MARS能有效減少舌部、頰部金屬偽影，且MARS誘發(fā)的新偽影多位于頸深部中心區(qū)域。NAIR等[12]的體模研究結(jié)果表明，略低于100 keV的單能量圖像可于去除偽影與足夠碘衰減之間達(dá)到平衡，達(dá)到顯示及鑒別頭頸部腫瘤的最佳效果。

表1 不同重建圖像SD、CNR及AI比較(±s，n=40)

表1 不同重建圖像SD、CNR及AI比較(±s，n=40)

不同重建條件SDCNRAI對比圖像P1值P2值P3值120 kV-like198.73±137.511.67±0.27197.38±138.4350 keV-VMI <0.0010.026<0.001---70 keV-VMI 0.0910.1740.094---90 keV-VMI <0.0010.363<0.001---110 keV-VMI <0.001<0.001<0.001---130 keV-VMI <0.0010.001<0.00150 keV-VMI 420.53±170.201.89±0.64419.32±171.2650 keV-VMI+MMAR<0.0010.001<0.00170 keV-VMI 157.75±53.631.79±0.55156.53±54.2170 keV-VMI+MMAR<0.0010.014<0.00190 keV-VMI 79.87±13.951.57±0.5878.66±14.2590 keV-VMI+MMAR<0.0010.040<0.001110 keV-VMI 45.54±13.931.14±0.4944.28±14.52110 keV-VMI+MMAR 0.327<0.0010.187130 keV-VMI 31.93±12.611.14±0.8930.50±13.16130 keV-VMI+MMAR0.955<0.0010.078F值158.95112.169156.806----P值<0.001<0.001<0.001----不同重建條件SDCNRAI對比圖像P1值P2值P3值50 keV-VMI+MMAR121.63±50.513.68±3.30116.78±59.89120 kV-like<0.001<0.001<0.00170 keV-VMI+MMAR85.08±38.542.96±2.7774.65±35.08120 kV-like<0.0010.005<0.00190 keV-VMI+MMAR54.88±31.892.34±2.1152.84±33.19120 kV-like<0.0010.047<0.001110 keV-VMI+MMAR41.63±23.842.59±2.2238.73±26.06120 kV-like<0.0010.012<0.001130 keV-VMI+MMAR31.78±19.083.63±2.9825.60±19.23120 kV-like<0.001<0.001<0.001F值44.6201.96636.670----P值<0.0010.101<0.001----

注：P1、P2、P3分別為重建圖像與對比圖像間SD、CNR、AI比較的P值

表2 不同條件重建圖像主觀評分比較

寬體探測器能譜CT的MMAR技術(shù)在重建過程中采用動態(tài)能量變化非線性模型，對不同物質(zhì)進(jìn)行分割，可有效消除或降低硬化效應(yīng)，進(jìn)一步提高圖像質(zhì)量。寧志光等[13]以含不同濃度碘對比劑的試管作為體模，采用MMAR技術(shù)以不同管電壓進(jìn)行掃描，發(fā)現(xiàn)偽影指數(shù)與碘濃度、球管電壓的相關(guān)性顯著降低，提示MMAR技術(shù)具有良好適應(yīng)性和去除圖像偽影的能力。劉卓等[14]以微彈簧圈定位肺結(jié)節(jié)，發(fā)現(xiàn)74 keV-VMI+MMAR時微彈簧圈所致金屬偽影得到有效抑制，且不影響肺結(jié)節(jié)顯示。

本組圖像質(zhì)量客觀評價結(jié)果顯示，與VMI圖像相比，120 kV-like圖像的SD、AI均高于90 keV以上能量水平VMI圖像，VMI圖像SD、CNR、AI值隨keV升高而逐漸降低，130 keV-VMI的SD、AI值最小，表明VMI 有助于降低圖像SD、金屬偽影，提高圖像質(zhì)量，但同時伴隨CNR損失。相比各單能量水平VMI+MMAR圖像，120 kV-like圖像的SD、AI值較高而CNR值較低，表明在VMI及MMAR去偽影技術(shù)的雙重作用可更有效去除金屬偽影，同時保證圖像有較高的CNR及較低SD。

對比各單能量水平VMI與VMI+MMAR圖像，50、70、90 keV-VMI+MMAR圖像SD、AI低于相應(yīng)VMI，110、130 keV-VMI+MMAR圖像與對應(yīng)VMI間差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，各單能量水平VMI+MMAR圖像CNR均高于對應(yīng)VMI及120 kV-like圖像，表明MMAR技術(shù)在任何單能量水平下均能保持良好的CNR，可不同程度去除金屬偽影，且在90 keV及以下能量水平時偽影去除效果顯著。

在圖像主觀評分方面，視覺上120 kV-like重建圖像與傳統(tǒng)120 kVp混合能量圖像類似，金屬偽影較顯著，其評分僅高于50 keV-VMI圖像，與70 keV及以上能量水平VMI圖像相近，顯著低于對應(yīng)的VMI+MMAR圖像評分，表明VMI+MMAR圖像質(zhì)量明顯優(yōu)于120 kV-like圖像。各單能量水平VMI+MMAR圖像評分均顯著高于相應(yīng)的VMI圖像，表明VMI+MMAR圖像偽影去除效果更顯著、更徹底。50、70、90、110 keV VMI圖像及VMI+MMAR圖像評分均隨keV增高而增高，110 keV時評分最高，130 keV時減低，提示金屬偽影去除效果逐步完善，顯示金屬假牙的邊緣和內(nèi)部結(jié)構(gòu)更清楚，但軟組織對比度隨能量升高而降低，故在110 keV時圖像質(zhì)量最佳，而130 keV圖像評分減低，與既往研究[4,11]結(jié)論相似。

綜上所述，寬體探測器CT的VMI聯(lián)合MMAR技術(shù)能有效降低金屬植入物所致頜面部偽影，提高圖像質(zhì)量，利于觀察和評價植入物周圍細(xì)小結(jié)構(gòu)。義齒金屬成分不同，產(chǎn)生的偽影程度亦不同，而本研究未對口腔金屬植入物材質(zhì)進(jìn)行區(qū)別分析，有待擴(kuò)充病例后深入觀察。