能譜CT MARs 技術(shù)在腦動脈瘤術(shù)后的影像質(zhì)控探討

李枝峻，李 歡（通訊作者）

（重慶市南川區(qū)人民醫(yī)院放射科，重慶 408400）

傳統(tǒng)CT 只能產(chǎn)生單一能量，由于硬化束偽影效應(yīng)，掃描體內(nèi)金屬物會產(chǎn)生大量金屬偽影，無法顯示載體及周圍結(jié)構(gòu)術(shù)后恢復(fù)情況。自從GE 公司2008 年在北美放射年會上推出全球首臺能譜CT，去金屬偽影（metal artifact reduction sequence，MARs）技術(shù)應(yīng)運而生，極大降低顱內(nèi)動脈瘤金屬偽影［1］，顯示術(shù)區(qū)精細結(jié)構(gòu)，使醫(yī)生能了解患者術(shù)后恢復(fù)情況。本院超高端GE Revolution256 排能譜CT通過雙球管分別發(fā)射80KV、140KV 高低能量，得到不同單能量圖像，其中最佳單能量70KeV［2］，得到高質(zhì)量的頭頸動脈CTA，搭載去金屬偽影算法即MARs，和超薄層厚0.625 毫米，能極大降低顱內(nèi)動脈瘤金屬偽影，顯示出金屬物周圍細微解剖結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)收集2017 年12 月至2019 年12 月兩年期間動脈瘤術(shù)后病人共41 例，選取其中33 例圖像，主觀及客觀評價MARs 的圖像質(zhì)量，并總結(jié)分析腦動脈瘤常見術(shù)后并發(fā)癥。

1 資料與方法

1.1 基本資料

33 位病人中男19 例，女14 例，平均年齡（53.02±9.87）歲，最大71 歲，最小32 歲。金屬夾或鋼絲球位于大腦中動脈6 枚，大腦前動脈起始部2枚，后交通動脈12 枚，前交通動脈7 枚，頸內(nèi)動脈虹吸段6 枚，共33 枚。另外，8 名動脈瘤術(shù)后患者未納入數(shù)據(jù)統(tǒng)計原因：5 例前交通動脈瘤病人因金屬過于居中，無法找到健側(cè)進行對比；1 例動脈瘤金屬物周圍腦實質(zhì)大面積軟化，無法測到正常腦實質(zhì)CT 值；2 例動脈瘤金屬彈簧圈過大（圖5 所示），導(dǎo)致金屬偽影較大，達不到診斷要求。

1.2 CT 檢查方法

掃描參數(shù)：準(zhǔn)直器寬度256×0.625mm，管電壓100kV，管電流50-185mAs，掃描層厚0.625mm，層間距為0.625mm。球管旋轉(zhuǎn)時間0.25s，螺距0.992：1，矩陣512×512。0.23mm 空間分辨。

掃描范圍從主動脈弓至顱頂，20G 套管針經(jīng)右肘前靜脈穿刺團注，注入碘佛醇注射液（320 mgI/ml），劑量為50ml，后續(xù)40ml 生理鹽水，流率5ml/s。采用對比劑追蹤觸發(fā)技術(shù)，觸發(fā)閾值為120Hu，感興趣區(qū)（ROI）置于主動脈弓，延遲8s 開始監(jiān)測掃描，至閾值自動觸發(fā)，延時5 s 行足頭方向掃描獲得動脈期圖像。GE ADW4.6 后處理工作站；MAR 重建，系統(tǒng)自動生成常規(guī)迭代重建圖像。

1.3 測量方法

使用MARs 處理后的0.625mm 薄層橫斷位圖，選取金屬物（彈簧圈-介入術(shù)、金屬夾-開顱術(shù)）最大層面測量，A 組ROI 置于金屬物周圍約1cm 內(nèi)3 個不同方向（可不在同一層面）上，選取均有診斷價值的正常腦實質(zhì)，測其CT 值（圖1），避開金屬夾頭尾端較重金屬偽影，記a1，a2，a3。B 組取A 組每個點健側(cè)處對稱點，記b1，b2，b3。測量避開血管、竇腔、腦池及顱骨、軟化灶、水腫和出血等部位，只測量正常腦實質(zhì)。CT ROI 測量范圍均為20 個單位。C 組為A、B 組CT 值差值的絕對值，即|a1-b1|、|a2-b2|、|a3-b3|。C 組的平均值一定程度上代表金屬物周圍CT 值與健側(cè)比較具體差異有多少，一定程度上反映其偽影大小。金屬側(cè)與健側(cè)腦實質(zhì)CT 值的差異，能反映CT GE Revolution Mars 技術(shù)的優(yōu)異程度。

1.4 圖像質(zhì)量主觀評價

由2 名影像診斷主治醫(yī)師（工作經(jīng)驗10 年以上）對圖像進行獨立評價，如有不一致，協(xié)商解決。

1.5 統(tǒng)計學(xué)方法

數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析利用SPSS 23.0 完成。正態(tài)QQ圖檢驗組A 和組B 數(shù)值及其差值是否分別符合正態(tài)分布，箱線圖檢驗是否存在極端異常值。釆用配對樣本T 檢驗比較患側(cè)與健側(cè)CT 差值是否具有統(tǒng)計學(xué)意義。計量資料用（-±s）表示，P＜0.05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。2 名醫(yī)師分析組間各指標(biāo)數(shù)值一致性用Kappa 檢驗，Kappa≥0.75，表明一致性良好。

2 結(jié)果

2.1 A、B、C 各組測量值

如表1 所示，A、B、C 組數(shù)據(jù)均符合正態(tài)分布。A、B 兩組進行配對T 檢驗，相關(guān)性為0，P=0.2＞0.05，說明不具有統(tǒng)計學(xué)意義?；紓?cè)及健側(cè)CT 值差異并不顯著，A 組CT 平均值51.3±8.8HU，B 組CT 值平均值49.7±14.4HU，之間CT 值僅相差1.6±11.7HU，差別不大。C 組平均值為9.7±6.7HU，說明患、健側(cè)腦實質(zhì)CT 值差值平均值為9.7±6.7HU，而腦組織圖像窗寬100HU，窗位35HU，人眼能分辨16 個灰階［3］，則人眼可分辨CT 值為100/16=6.25HU，即2 種組織CT 相差6.25HU 以上可為人眼識別，而本研究健側(cè)與患側(cè)CT 值相差約10HU，僅稍高于一個灰階跨度，表明密度差異已很小，確實能達到影像診斷要求。

表1 A、B、C 組測量值

2.2 2 名主治醫(yī)師主觀圖像質(zhì)量評價

如表2 所示，圖像合格率93%（31/33，甲至丁級片），圖像優(yōu)質(zhì)率87%（甲至丙級片），圖像質(zhì)量差無法診斷占6%（2/33，戊級片）。

表2 主觀圖像質(zhì)量評價表

2.3 CT 動脈瘤手術(shù)并發(fā)癥

CT 動脈瘤手術(shù)并發(fā)癥見表3（圖2-5、圖7-9）。

表3 CT 動脈瘤手術(shù)并發(fā)癥

圖2 測量時應(yīng)該避開腦脊液（左側(cè)顳葉處線性勾勒處），彈簧圈輕度壓迫左側(cè)載瘤動脈,雙側(cè)CT 值相近，僅相差5HU。

圖3 載瘤動脈左側(cè)大腦中動脈顯示清晰并見術(shù)后痙攣、血管纖細，雙側(cè)CT 值相近，僅相差5HU。

3 討論

由于目前臨床上使用的CT 設(shè)備均采用球管作為X 射線源，其在工作時發(fā)射出能量范圍在40-140 KeV 多色譜射線，射線在照射人體組織時產(chǎn)生光電效應(yīng)，光電反應(yīng)的發(fā)生率與原子系數(shù)有關(guān)，原子系數(shù)越高，其與射線發(fā)生光電反應(yīng)機率越高，X 線通過高密度的金屬植入物時，產(chǎn)生嚴(yán)重的衰減，低能量射線會被大量吸收，留下部分高能量射線，產(chǎn)生射線硬化效應(yīng)［4］。射線束硬化所產(chǎn)生的偽影主要有環(huán)形偽影、帶狀偽影等，所以在增強掃描時，高濃度血管周圍可產(chǎn)生帶狀偽影。在骨骼周圍，如頭骨掃描時，若出現(xiàn)線束硬化，可產(chǎn)生亨氏暗區(qū)，當(dāng)射線穿過金屬夾長軸或較大彈簧圈時，經(jīng)過路徑增大，彈簧圈周圍產(chǎn)生束狀或放射狀低密度暗帶及高密度亮帶［5］。去偽影的實際效果與金屬植入物大小有關(guān)［6］。GE Revolution256 排能譜CT 通過雙球管分別發(fā)射80KV、140KV 高低能量或單球管瞬時高低能量切換，得到不同單能量圖像，挑選出顯示血管圖像最佳單能量70KeV，搭載針對去金屬偽影的特殊算法即MARs，就能得到非常好的去掉金屬偽影血管圖像。

本研究中A、B 兩組進行配對T 檢驗，相關(guān)性為0，P=0.2＞0.05，說明不具有統(tǒng)計學(xué)意義?；紓?cè)及健側(cè)CT 值差異并不顯著，A 組CT 平均值51.3±8.8HU。B 組CT 值平均值49.7±14.4HU，之間CT 值僅相差1.6±11.7HU，差別不大。C 組平均值為9.7±6.7HU，說明患、健側(cè)腦實質(zhì)CT 值差值平均值為9.7±6.7HU，而腦組織圖像窗寬100HU，窗位35HU，人眼能分辨16 個灰階，則人眼可分辨灰階CT 值為100/16=6.25HU，即2 種組織CT 相差6.25HU 以上可為人眼識別。而本研究健側(cè)與患側(cè)CT 值相差約10HU，僅稍高于一個灰階跨度，表明密度差異已很小，確實能達到影像診斷要求，與醫(yī)生組圖像合格率93%、圖像優(yōu)質(zhì)率87% 的主觀評價相符合。另外，B 組健側(cè)組測量正常腦組織平均CT 值達到50HU 左右，而正常組織窗位35HU 左右，是因為測量范圍均為血管附近，血管內(nèi)較高濃度造影劑造成周圍組織射線硬化效應(yīng)、容積效應(yīng)偽影干擾［7］，間接提高了周圍正常腦組織CT 值。

MARs 技術(shù)仍存在不足之處，本研究有4 例因金屬彈簧圈體積過大，造成圖像質(zhì)量較差，其中2例幾乎無法顯示載瘤動脈（圖4），達不到診斷標(biāo)準(zhǔn)。還有4 例開顱手術(shù)動脈瘤金屬夾頭尾部（長軸旁）見較重金屬偽影干擾，但本院載瘤動脈均位于金屬夾短軸旁（圖6），或不在同一層面（圖7）（原因暫未深入探究），所以載瘤動脈均不受偽影影響，這可能提示做手術(shù)的時候，金屬夾長軸不應(yīng)該與載瘤動脈在一條線上放置。且金屬植入物在圖像中會出現(xiàn)邊緣鋸齒化，與植入物本身的形狀存在誤差，MARs 技術(shù)在糾正圖像失真上還需要繼續(xù)完善。

圖4 彈簧圈逸走至右大腦動脈M1 段，致血管管腔明顯狹窄。

圖5 圖像質(zhì)量評估等級為戊級片，無法診斷，鋼絲球較大，金屬偽影無法完全抑制，并大腦前動脈鋼絲逸走（箭頭所指）。

圖6 開顱手術(shù)金屬夾長軸旁頭尾端金屬偽影重，圖像質(zhì)量差，但我院所有病人載瘤動脈均位于金屬夾短軸旁，偽影相對較小，載瘤動脈顯示清晰。

圖7 細小的大腦前動脈與金屬夾緊鄰，金屬偽影幾乎沒有，細小載瘤動脈仍顯示非常清晰，除了去偽影技術(shù)外，也與彈簧圈體積較小有關(guān)系，導(dǎo)致偽影較低。

圖8 右頸內(nèi)動脈虹吸段較大彈簧圈影，偽影大，鄰近右大腦中動脈M1 段仍能顯示出少許鋼絲逸走影。

圖9 動脈瘤部分栓塞，金屬旁仍見動脈瘤殘留。

優(yōu)質(zhì)的金屬去偽影圖像，能觀察到術(shù)區(qū)更細微結(jié)構(gòu)（圖7），更好地發(fā)現(xiàn)手術(shù)并發(fā)癥。①血管痙攣是最常見動脈瘤手術(shù)并發(fā)癥（圖3）。蛛網(wǎng)膜下腔出血是血管痙攣狹窄的主要原因［8］，介入手術(shù)導(dǎo)管、微導(dǎo)管及導(dǎo)絲刺激也可引發(fā)。本院病例血管痙攣占比最高，占33%，依據(jù)王志剛（2017）［9］報道，Hunter’s 評級Ⅲ-Ⅳ級、Fisher 評級Ⅲ級、未接受法舒地爾治療及未嚴(yán)格實施3H 治療者術(shù)后發(fā)生血管痙攣的風(fēng)險較高，而與患者性別、年齡無太大關(guān)系。Murayama 等（1997）［10］報道，癥狀性血管痙攣患者有75%恢復(fù)良好。本院病例中有3 例進行了隨訪，其中1 例10天后復(fù)查狹窄同前，1 例4 個月復(fù)查狹窄較前好轉(zhuǎn)，仍見輕度狹窄。1 例半年后血管狹窄較前好轉(zhuǎn)。②彈簧圈逸走，較嚴(yán)重的并發(fā)癥（圖4、圖5、圖8）。Yoo 等（2009）［11］報道，267 例患者318 個動脈瘤栓塞彈簧圈脫出16 例，異位栓塞比例占5.9%，低于本院比例。究其原因，彈簧圈栓塞治療寬頸動脈瘤（瘤頸＞4 mm）需配合植入動脈瘤輔助支架才能很好地解決此問題［12］，然而目前我院尚未開展輔助支架手術(shù)。③1 例大面積腦梗死病人為大腦中動脈開顱術(shù)后血管完全閉塞。④金屬夾直接壓迫鄰近血管1例（圖2）。⑤動脈瘤部分栓塞1 例（圖8），為左側(cè)頸內(nèi)動脈交通段動脈瘤較前明顯縮小，但仍見一小突起，大小約3.6mm，此細微結(jié)構(gòu)，完全借助去金屬偽影技術(shù)才能觀察到。

本研究還有不足之處：一是CT 值大小測量位置選擇帶有主觀性。二是未對金屬物體積與偽影大小進行深入探索。三是本次研究的樣本量較小，提供的CT 值差值僅作為參考。四是無法對前交通動脈瘤圖像進行分析。

總之，超高端GE Revolution256 排能譜CT MARs能有效去除顱內(nèi)動脈瘤金屬偽影，顯示術(shù)區(qū)精細解剖結(jié)構(gòu)，為病人術(shù)中及術(shù)后診斷提供巨大的幫助。