正常内耳64层螺旋CT表面透明成像最佳重建参数研究

邹玉林，李志娟，漆　强，钱会绒，朱刚明

（中山大学附属东华医院放射科，广东 东莞　523110）

正常内耳64层螺旋CT表面透明成像最佳重建参数研究

邹玉林，李志娟，漆强，钱会绒，朱刚明

（中山大学附属东华医院放射科，广东 东莞523110）

目的：探讨正常内耳64层螺旋CT表面透明成像最佳重建参数。方法：选择30例临床及影像学检查无异常耳，采用64层螺旋CT容积扫描后，进行放大重建，比较不同重建算法（高分辨率骨算法、标准骨算法、软组织算法）及重建间隔（0.1 mm、0.2 mm、0.3 mm、0.4 mm、0.5 mm）对内耳表面透明成像（RaySum）三维图像质量的影响。结果：三种不同重建算法的内耳三维透明图像质量差异有极显著性意义（P＜0.01），其中以高分辨率骨算法图像质量最佳。0.1 mm与0.2 mm重建间隔组图像质量差异无显著性意义（P＞0.05）；0.1 mm、0.2 mm重建间隔组图像质量明显优于0.3 mm、0.4 mm、0.5 mm重建间隔组，差异均有极显著性意义（P＜0.01）。结论：64层螺旋CT内耳表面透明成像以高分辨率骨算法、0.2 mm重建间隔为最佳成像参数。

迷路；体层摄影术，螺旋计算机

内耳结构精细复杂，位置深而隐匿。随着多层螺旋CT薄层扫描及任意间隔重建的普遍应用，表面遮盖显示（SSD）、最小密度投影（MinIP）和容积再现（VR）等三维重建技术已经可以重建出内耳三维立体结构［1］，但均存在一定的局限性。表面透明成像（RaySum）技术以往常被用于胃、结肠、气道等空腔脏器的三维立体显示［2］，在内耳的应用尚属少见。本研究利用64层螺旋CT及其后处理软件，对30例正常内耳行表面透明成像，并比较不同成像参数对其图像质量影响，探讨其最佳成像参数，为直观观察内耳解剖结构提供更有价值的影像学检查技术。

1　材料与方法

1.1一般资料

28例（56耳）临床怀疑颞骨病变患者行颞骨CT扫描，其中男15例，女13例，年龄13～68岁，平均34.3岁。在其中选取临床检查无异常，CT轴位高分辨率扫描显示无异常者30耳，应用其原始数据以不同参数重建，行内耳表面透明成像。

1.2检查设备与方法

采用Toshiba Aquilion 64层螺旋CT扫描仪，患者仰卧位，常规做颞骨轴位CT容积扫描，扫描基线平行于听上眶耳线，扫描范围自乳突下缘至岩骨上缘，扫描参数：电压120 kV，电流200 mA，层厚0.5 mm，螺距因子0.641，视野120 mm，矩阵512× 512。在Toshiba批处理工作站中对原始数据分别以高分辨率骨算法、标准骨算法、软组织算法进行图像放大重建，重建间隔分别为0.1 mm、0.2 mm、0.3 mm、0.4 mm、0.5 mm；重建视野40 mm，重建层厚0.5 mm。重建出不同重建算法及重建间隔组合的容积数据包，每一例共计15个容积数据包。

1.3表面透明成像方法

将重建的容积数据包传送至Vitrea version 3.8工作站。在Study Directory中双击其中一个容积数据包，进入Gallery界面，在预设计划中选择Larynx Airway CT→3D TransParent Wall，即可进入Viewer界面。首先将TransParency设为“0”，Image Quality设为“5”，适当调整阈值；应用“Trim”工具将内耳周边骨质进行立体修剪，然后，再交替应用“Free”、“SculPt”工具对三维模型进行局部修剪后得到内耳的三维立体透明图像，整个过程约耗时8分钟。重复上述方法分别对其它容积数据包进行三维透明重建。

1.4图像评价

在内耳表面透明三维图像上对以下10种结构进行评分，包括耳蜗底圈、耳蜗中圈、耳蜗顶圈、前庭、前庭窗、蜗窗、外半规管、上半规管、后半规管、内耳道。评分标准包含三项：图像是否清晰、边缘是否锐利、结构是否完整，“是”则评为1分，“否”则评为0分，每种结构最高3分，最低0分，每耳满分30分。由两位高年资医师进行盲法阅片评分，取两者平均值。

1.5统计分析

采用SPSS 13统计分析软件。各组间差异的显著性检验采用方差分析，P＜0.05为差异有显著性意义，P＜0.01为差异有极显著性意义。

2　结果

不同重建算法及重建间隔内耳表面透明三维图像评分及质量对比分别见表1及图1。

表1　不同重建算法及重建间隔内耳表面透明三维图像质量评分

图1　不同重建算法及重建间隔内耳表面透明三维图像质量对比。A：高分辨率骨算法，B：标准骨算法，C：软组织算法。a：重建间隔0.1 mm，b：重建间隔0.2 mm，c：重建间隔0.3 mm，d：重建间隔0.4 mm，e：重建间隔0.5 mm。Figure 1.　The inner ear RaySum three-dimensional image quality comParison of different reconstruction algorithms and reconstruction interval.A:High resolution bone algorithm，B:Standard bone algorithm，C:Soft tissue algorithm.a:Reconstruction interval 0.1 mm，b:Reconstruction interval 0.2 mm，c:Reconstruction interval 0.3 mm，d:Reconstruction interval 0.4 mm，e:Reconstruction interval 0.5 mm.

统计学分析结果显示，不同重建算法所得图像质量差异有极显著性意义（F=199.513，P＜0.01）。高分辨率骨算法优于标准骨算法及软组织算法，标准骨算法优于软组织算法，其差异均有极显著意义（P＜0.01）。应用高分辨率骨算法重建所得内耳三维透明图像透明度高，立体感强，边缘清晰、锐利，内耳结构完整，无明显伪影，结构细节显示清晰。软组织算法所得图像最差，内耳透明度低，立体感欠佳，边缘模糊，甚至出现锯齿状伪影，结构细节显示不清晰。

统计学分析结果显示，同样应用高分辨率骨算法，重建间隔越小，内耳三维透明图像质量越好，其差异有极显著性意义（F=73.349，P＜0.01）。但0.1 mm与0.2 mm重建间隔组比较，差异无显著性意义（P＞ 0.05）。0.1 mm分别与0.3 mm、0.4 mm、0.5 mm重建间隔组比较，差异均有极显著性意义（P＜0.01）。0.2 mm、0.3 mm、0.4 mm、0.5 mm重建间隔组分别作两两比较，差异均有极显著性意义（P＜0.01）。

3　讨论

3.1表面透明成像优势

64层螺旋CT各向同性扫描及高分辨率重建的应用，使得内耳三维立体显示更加精细［3］。以往常用的三维重建方法有SSD、MinIP和VR。SSD是将一定阈值范围内的容积数据进行三维成像，成像时有大量的数据损失，仅利用了大约10%的数据［4］。生成的立体图像表面粗糙，层次感不强。MinIP成像原理是基于膜迷路与骨迷路之间密度差异，在原始容积数据基础上，取每个象素的最小值进行投影。其图像部分容积效应明显，立体感不强，空间关系不够明确［5］。VR是将容积数据的所有体素加以利用，采用不同的透明度与彩色编码，同时显示表浅和深在结构，图像立体感强。但VR成像时需在断层图像上手动逐层描绘、勾勒内耳结构，操作费时，重建医师的主观性对图像质量也有一定的影响［6-7］。

表面透明成像是对所选择的三维组织或物体内的所有像素进行投影，通过调整阈值使周围组织透明化，目前主要应用于胃、结肠、气道等空腔脏器［2］。内耳虽然结构细小、复杂，但其内、外淋巴，膜迷路与骨迷路及其周围骨质存在较大密度差异，对比反差较大，与空腔脏器结构类似。因此，笔者将表面透明成像技术应用于内耳三维成像，通过调整阈值、立体修剪和三维切割后得到内耳三维透明图像。本研究中采用与VR成像类似的双阈值显示技术，一为衰减阈值，一为显示阈值，高于衰减阈值的高密度结构与低于显示阈值的低密度结构都被衰减掉，而处于两者之间的结构被显示［8］。本研究还发现，不同重建算法需采用不同的阈值。经反复尝试，笔者认为高分辨率骨算法与标准骨算法阈值在-300～300 HU之间时内耳三维透明图像显示最佳，而软组织算法阈值在-1 000～1 200 HU之间时内耳三维透明图像方能显示清晰。在上述两组阈值条件下，内耳周围骨质均被透明化，而鼓室、乳突气房呈透明空腔结构，与内耳之间呈透明间隔，分界明显，在三维图像上通过快速、简易切割就能被去除。由于未对内耳结构及边缘进行直接手工切割、涂色及描绘，此法所得内耳结构完整，透明度高而立体感强，边缘锐利、清晰，无明显伪影，后处理速度快。重建医师的熟练程度及主观性仅仅影响重建时间，对图像质量无影响，图像保真度较高。

3.2不同重建算法图像质量的比较

在全身各部位的常规三维重建中，原始容积数据重建多采用软组织算法，所得三维图像表面平滑，不同密度组织之间过渡柔和，层次丰富，特别在骨关节、肌肉、肌腱、血管等的显示中，能较真实反映实际解剖形态。本研究中，笔者通过对不同重建算法所得图像质量的比较，认为在内耳的三维重建中，骨算法所得图像质量明显高于软组织算法，其中又以高分辨率骨算法最佳；其图像透明度高，立体感强，边缘锐利，对耳蜗底圈、中圈、顶圈显示明显优于标准骨算法；其图像后处理过程简单、快速。而软组织算法图像透明度低，立体感不强，边缘模糊，甚至出现锯齿状伪影，并且由于所使用阈值范围较大，周围冗余结构显示较多，后处理过程中局部切割明显较骨算法图像困难，后处理时间较长。

3.3不重建间隔图像质量的比较

64层螺旋CT采用各向同性容积扫描，最薄层厚0.5 mm，应用其原始容积数据可以进行任意平面及任意间隔重建，获得与轴位扫描同样高分辨率的图像，满足日常诊断［9］。但由于内耳结构精细，半规管极为细小，采用重叠重建可以有效减少部分容积效应，重建间隔越小部分容积效应影响越小，获得的图像质量越高，在此基础上进行三维重建所得图像也越精细。本组研究表明，采用不同的重建间隔所得到的表面透明三维图像均能显示内耳的三维立体结构，但其图像质量有所差异。重建间隔越小，图像质量越好，但0.1 mm重建间隔组与0.2 mm重建间隔组之间差异无显著性意义（P＜0.01）。0.3 mm重建间隔图像上逐渐出现部分半规管局限性变细、不连续，随着重建间隔的增加半规管出现节段性缺失，部分半规管边缘还出现了波浪状伪影。虽然0.1 mm重建间隔组与0.2 mm重建间隔组之间差异无显著性意义（P＞0.05），但0.1 mm重建间隔容积数据量大，重建耗时较多，需耗费强大的网络传输力量传送至后处理工作站，加重了工作站的容量负担，对图像质量却无明显提升［10］。而采用0.2 mm重建间隔，在保证内耳三维透明图像质量的同时，减少了容积数据重建时间，减轻了后处理工作站容量负担。

综上所述，笔者认为相对于SSD、MinIP和VR等技术，应用表面透明成像技术可获得更高质量的内耳三维透明图像，其最佳成像参数为高分辨率骨算法、重建间隔0.2 mm。

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Study of the optimal reconstruction parameters of normal inner ear RaySum imaging with 64-slice spiral computed tomography

ZOU Yu-lin，LI Zhi-juan，QI Qiang，QIAN Hui-rong，ZHU Gang-ming
（Department of Radiology，TungWah Hospital Affiliated to Sun Yat-sen University，Dongguan Guangdong 523110，China）

Objective：To exPlore the oPtimal reconstruction Parameters of normal inner ear RaySum imaging with 64-slice sPiral CT.Methods：30 cases of normal ears underwent 64-slice sPiral CT volume scanning.The images were amPlified reconstruction，and to comPare the effects of different reconstruction algorithms（high resolution bone algorithm，standard bone algorithm，soft tissue algorithm）and reconstruction interval（0.1 mm，0.2 mm，0.3 mm，0.4 mm，0.5 mm）on the 3D image quality of the inner ear RaySum imaging.Results：The differences were very significant in the inner ear three-dimensional RaySum image quality of three different reconstruction algorithms（P＜0.01），and the high resolution bone algorithm image quality is the best.There was no significant difference in the image quality between 0.1 mm and 0.2 mm image reconstruction interval grouPs（P＞0.05）；the image quality of 0.1 mm and 0.2 mm reconstruction interval grouP were obviously better than that of 0.3 mm，0.4 mm and 0.5 mm reconstruction interval grouP，the differences were significant（P＜0.01）.Conclusion：The high resolution bone algorithm and 0.2 mm reconstruction interval were used as the best imaging Parameters of inner ear RaySum imaging with 64-slice sPiral CT.

Labyrinth；TomograPhy，sPiral comPuted

R322.923；R814.42

A

1008-1062（2015）09-0620-03

2015-01-28

邹玉林（1985-），男，江西赣州人，主治医师。