能谱CT单能量在去除增强静脉内对比剂硬化伪影中的应用

罗小平　张超凡　乐文鹏　杨扬　丁爱民　洪欣

摘要：目的：探索能谱CT单能量在去除增强静脉内对比剂硬化伪影的价值。方法：对80例胸部CT增强及CTA患者行能谱扫描（GSI），使用两种不同浓度的造影剂，40例患者使用碘佛醇（320mgI/ml），40例患者使用碘美普尔（400mgI/ml）。80例患者中68例患者的静脉内对比剂硬化伪影明显，将此48例患者进行能谱后处理获得1组140kVp混合能量图像和4组单能量图像（60-110keV）。计算5组图像伪影值、静脉及周边结构的对比噪声比（CNR）、主观评分，进行统计学分析。结果：68例中使用碘佛醇患者31例，80KeV左右得分最高，静脉伪影值（37.58±2.74），周边噪声（11.16±5.38），CNR（5.23±4.63），主观评分为4.26（P<0.001）;使用碘美普尔患者37例，85KeV左右得分最高，静脉伪影值（38.27±1.61），周边噪声（12.39±5.32），CNR（5.25±1.26），主观评分为4.13（P<0.001），差异具有统计学意义。结论：能谱CT最佳单能量能有效去除增强静脉内的对比剂硬化伪影，值得临床推广。

关键词：能谱单能量;增强静脉;造影剂;硬化伪影

【中图分类号】R445.1             【文献标识码】A             【文章编号】2107-2306（2021）11--02

引言

胸部CT增强及CTA检查在影像科已广泛开，但在检查中碘剂积聚部位的锁骨下静脉及上腔静脉内高浓度碘对比剂产生的造影剂硬化伪影常干扰邻近结构的显示，有时较难消除，严重时可能造成误诊或漏诊。能谱CT的出现给造影剂硬化伪影的消除提供了可能，本次研究旨在探索能谱CT在去除肺动脉CTA、颈部CTA的上腔静脉、锁骨下静脉内碘佛醇、碘美普尔两种对比剂硬化伪影的最佳单能量值，用以去除造影剂硬化伪影，提高图像质量。

1.材料与方法

1.1资料

对我院2020年2月到2021年5月的80例颈动脉CTA及肺动脉CTA检查者行能谱扫描（GSI），使用临床上常用的两种不同浓度的造影剂，检查设备为GE REVOLUTION HD CT。80例患者中的68例患者对比剂硬化伪影明显，将此68名患者作为研究对象。68名患者中，41位男性，27位女性，年龄范围18-85岁，平均年龄56.3岁。

1.2 检查方法

检查前准备：肺动脉CTA检查者进行憋气训练，颈动脉CTA检查者避免自主运动。注射部位均为上肢静脉（右上肢占78.6%，左上肢占21.4%）。对比剂使用：碘佛醇（320mgI/ml）40例，碘美普尔（320mgI/ml）40例。注射速率及用量：颈动脉CTA造影剂用量50ml、速率4.5ml/s，生理盐水用量40ml/、速率4.5ml/s;肺动脉CTA造

影剂用量50ml、速率4.5ml/s，生理盐水用量40ml/、速率4.5ml/s。肺动脉CTA及颈动脉CTA均采用造影剂团注跟踪技术（Bolus Tracking），阈值均设置为100Hu。扫描参数：颈动脉CTA用GSI模式扫描，层厚0.625mm或1.250mm，管电流640mA，旋转时间0.6s/rot，螺距1.375：1，螺旋扫描;肺动脉CTA用GSI模式扫描，层厚0.625mm1.250mm，管电流640mA，旋转时间0.6s/rot，螺距1.375：1，螺旋扫描。

1.3 图像处理及分析

将明显有伪影的68例患者能谱CT数据传输至AW4.7后处理工作站应用GSI VV General后处理软件处理，获得1组140kVp混合能量图像及单能量图像（40-140keV），通过软件测得锁骨下静脉或和上腔静脉的伪影值、周边噪声及CNR，比较分析最佳单能量图像，获得4组结果较好的单能量图像及1组混合能量图像。由2名高年资影像医师采用五级评价法对患者5组图像进行评分，评价标准：造影剂硬化伪影几乎消除，未对动脉血管影响且动脉血管显示优良，动脉造影剂浓度高，周围软组织对比优良（5分）。少量造影剂硬化伪影，未对动脉血管影响且动脉血管显示优良，动脉血管造影剂浓度高，周围软组织对比优良（4分）。中量造影剂硬化伪影，对動脉血管边缘部分有影响且动脉血管显示良;或少量造影剂硬化伪影，动脉血管造影剂浓度稍低，周围软组织对比稍差（3分）。较多造影剂硬化伪影，对动脉血管部分影响且受影响部分动脉血管显示较差尚可区分动脉静脉血管;或虽造影剂硬化伪影少，但动脉血管造影剂浓度较低，周围软组织对比差（2分）。大量造影剂硬化伪影，对动脉血管部分影响且受影响部分动脉血管显示差无法区分动脉静脉。;或虽造影剂硬化伪影少，但动脉血管造影剂CT值与周围组织相同，周围软组织对比差（1分）。

1.4 统计学分析

应用SPSS17.0进行统计学分析。两种浓度的静脉伪影值、周边噪声及CNR采用t检验 ，P<0.05为差异统计学意义。两名高年资医师主观评分的一致性评估采用Kappa 检验。Kappa值>0.71 为一致性较好;Kappa值<0.52为一致性较差。

2 结果

31例使用碘佛醇患者80KeV左右得分最高，静脉伪影值（37.58±2.74），周边噪声（11.16±5.38），CNR（5.23±4.63），结果见表1及图1;37例使用碘美普尔患者85KeV左右得分最高，静脉伪影值（38.27±1.61），周边噪声（12.39±5.32）CNR（5.25±1.26），结果见表2及图2;碘佛醇的主观评分为4.26（P<0.001），碘美普尔主观评分为4.13（P<0.001），两名高年资医师主观评分一致性较好，结果见表3;两种浓度造影剂相比较，浓度较低的造影剂静脉硬化伪影使用能谱效果更突出，差异有统计学意义（P<0.001）。

3 讨论

胸部CT增强及CTA检查是用人工且通常采用静脉注射高密度对比剂，增加病变与周围组织结构的密度对比，以利病变的检出和诊断。然而在增强扫描中上肢静脉注射碘造影剂时上腔静脉及锁骨下静脉常常出现对比剂硬化伪影，对比剂硬化伪影的出现可能影响到病灶的观察，从而影响增强扫描的成功与否。

扫描过程中上腔静脉、锁骨下静脉的造影剂硬化伪影比较常见，严重影响了动脉、周围组织结构及病灶的显示。硬化伪影是 CT 影像的伪影之一，指在相邻的两种组织密度、厚度和结构差异较大而引起的一种伪影，造影剂硬化伪影的的原因是：CT球管产生的X射线具有一定频谱宽度，穿透物体时低能量射线易被吸收，随着投照距离的加长，剩余射线的平均能量变高，射线逐渐变硬，称之为线束硬化效应。造影剂硬化伪影以条状、星芒状出现。消除造影剂硬化伪影一直都是工程师与影像工作人员努力的方向，随着能谱CT的出现，给造影剂硬化伪影的消除提供了有效的帮助。

GE宝石能谱CT成像是通过能谱CT球管能瞬时（<0.25ms）实现高低双能（80kVp和140kVp）切换，球管几乎同时，同向产生两种能量的X线，再由高效率探測器先后（瞬时）采集两种能量X线所产生的数据，通过一次能谱扫描（80kVp和140kVp高低峰电压瞬间切换）可以获得扫描部位常规的混合能力CT图像（kVp）、单能量CT图像（40keV到140keV之间的101组）。单能量CT与常规CT相比能够最大程度的规避射线束硬化效应。

基于能谱CT可获得单能量图像这一特点，本次研究能谱 CT 血管成像（CTA）采用最佳单能量成像射线硬化伪影要优于混合能量CT图像，且不同规格的碘造影剂相对应的最佳单能量也不同。通过本组研究发现使用碘佛醇造影剂患者最佳单能量为80KeV，图像评分高于混合能量图像（140KVp）;使用碘美普尔造影剂患者最佳单能量为85KeV，图像评分高于混合能量图像（140KVp）。

综上所诉能谱CT在去除上腔静脉、锁骨下静脉内对比剂硬化伪影提高图像质量具有一定价值，且碘美普尔造影剂最佳单能量（85KeV）高于碘佛醇造影剂最佳单能量（80KeV），对应不同浓度造影剂要选择合适的最佳单能量，能够获得较好的图像质量，值得临床进一步推广。

参考文献：

[1]KangMJ，ParkCM，LeeCH，eta1.Focaliodinedefectsoncolor—codediodineperfusionmapsofdual—energypulmonaryCTan—giographyimages：apotentialdiagnosticpitfall[J].AJR，2010，195（5）：W325—30.

[2]白人驹，等.医学影像诊断学[M].北京：人民卫生出版社，2010，8：4

[3]BmxetJF，KeatN.ArtifactsinCT;recognitionandavoidance[J].Radiographics，2004，24（6）：1679—91.

[4] 董海鹏， 林晓珠， 缪飞， 等. 颅脑 CT 能谱成像的最佳单能量选择研究[J]. 诊断学理论与实践， 2011， 10（6）： 531-534.

[5] YOUNG H L， KWAN K P， HO-TAEK S. Metal artifact reduction in gemstone spectral imaging dual-energy CT with and without metal artifact reduction software[J]. Eur Radiol， 2012， 4（6）： 23-28.

[6] BAMBERG F， DIERKS A， NIKOLAOU K， et al. Metal artifact reduction by dual energy computed tomography using monoenergetic extrapolation[J]. Eur Radiol， 2011， 21（3）： 1424-1429.

项目批号：江西省卫健委科技计划项目 20204869