能谱CT 单能量成像在减少腰椎内固定术后金属伪影中的临床价值

曹利锋，王柳青（通讯作者）

（晋城市人民医院CT 室 山西 晋城 048000）

腰椎椎弓根结构相对复杂，在行腰椎内固定术时的置入失误率较高。置入失误不但会影响本身的内固定效果，而且还可能会给周边神经与血管带来损伤[1]。临床多采取影像学检查方式来评估腰椎内固定螺钉的置入情况，而图像金属伪影会直接影响观察效果，去除金属伪影至关重要[2]。本案选取了2020 年4 月—2021 年2 月在本院行腰椎内固定术后进行复查的72 例患者为研究对象，旨在探讨能谱CT 单能量成像的减少金属伪影的临床价值。现将研究结果报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

本案研究对象72 例，均为2020 年4 月—2021 年2 月在本院行腰椎内固定术后进行复查的患者，所有均愿接受常规与双源能谱CT 单能量成像技术扫描，无意识障碍。排除患有心脑血管严重疾病、精神疾病、处妊娠期或哺乳期等患者。其中男42 例，女30 例；年龄20 ～75 岁，平均（52.36±3.47）岁。患者及家属对本次研究知情，且自愿参与，并签署知情同意书。

1.2 方法

所有患者均行常规扫描与双源能谱CT 单成像扫描，所使用仪器为西门子SOMATOM Force 双源CT 扫描仪，扫描上下界应超固定材料3 cm 左右，自头侧向足侧进行扫描。扫描时嘱患者提前将衣物上的金属物件取下，取仰卧位，双手上举或置于胸口。先行常规定位像扫描，然后启动双能量模式，利用能谱纯化技术，两球管管电压分别为80 kV 和140 kV，管电流分别为80 mAs 和210 mAs，旋转时间0.33 s，探测器准直器设置为64 mm×0.6 mm，层厚设置为0.75 mm，螺距设置为0.5，重建间隔设置为0.6 mm，矩阵为512×512。自动获取80 keV、140 keV 与120 keV 的融合图像，将其传至系统工作站进行处理，并将80 keV与140 keV 的图像数据传输至双能量软件内，利用单能谱成像程序将伪影去除。选取光子能量分别为60 keV、80 keV、100 keV、120 keV、140 keV 与160 keV 的图像进行后处理，每组光子能量选择目测伪影最少的图像，并选取平均加权120 KeV 的融合数据进行MPR 重组[3-4]。

1.3 观察指标与评判标准

由2 名具较高资历的骨关节影像诊断医师进行联合阅片，意见不一致时协商决定。比较两种扫描方式的影像学图像质量，能很好地显示出内固定行走情况与骨质细小结构，且无伪影为优；能很好地显示出内固定行走情况与骨质主体结构，但可见少量伪影为良；能显示出内固定行走情况，但见较多伪影为可；无法显示内固定行走情况，且存在较多伪影为差。优良率=优率+良率。

记录各光子能量下双源能谱CT 扫描的影像学图像质量情况并进行比较。

1.4 统计学方法

采用SPSS 19.0 统计学软件进行分析，计量资料表示为（±s），采用t检验；计数资料表示为率（%），采用χ2检验，P＜0.05 表明差异具统计学意义。

2 结果

2.1 常规扫描与双源能谱CT 单成像扫描的影像学图像质量比较

于平均加权为120 keV 的前提下，双源能谱CT 单成像扫描的影像学图像质量的优良率为100%，显著高于常规扫描的54.17%，两种扫描方式比较差异有统计学意义（P＜0.05），见表1。

表1 平均加权为120 keV 下常规扫描与双源能谱CT 单成像扫描的影像学图像质量比较[n（%）]

2.2 不同光子能量下双源能谱CT 单能量成像影像学图片质量比较

不同光子能量下双源能谱CT 单能量成像的影像学图片质量有所不同，低能谱的图片质量较差，伪影较多，伴随能谱值的增加，图片质量不断提升，增加至140 keV时图像质量优良率达100%，见表2。

表2 不同光子能量下双源能谱CT 单能量成像影像学图片质量比较[n（%）]

3 讨论

伴随人口老龄化的加剧，近些年来，各种骨骼健康问题如腰椎滑脱、骨折、椎间盘突出等愈发得到重视。腰椎内固定术具力学强度高、融合节段少、脊柱畸形矫正效果好等优势而广泛应用于临床当中[5]。在进行手术的过程中，金属内固定物的使用起到了良好的支撑作用，但金属内固定物的正确置入直接影响了临床疗效与患者术后的康复[6]。

伪影是指出现在影像学图像上的非真实的阴影，即经扫描与数据处理后出现的不属于机体本身的非正常信息图像。X 线平片是腰椎内固定术后复查中常用的影像学检查方式，但其易产生重叠成像，致细节无法很好地显示出来；MRI 受腰椎内固定术所使用的金属材料影响偶尔会出现信号缺失的情况，致脊柱及其周边图像成像质量较差；多层螺旋CT 虽可评估金属材料位置、皮质骨与其解剖关系，但金属材料会致CT 成像产生伪影，若伪影较大，周边重要结构的观察就会受到严重影响[7-8]。双源能谱CT 单能量成像技术早于20 世纪70 年代便已应用于临床当中，此扫描方式利用金属内固定物对不同能量的X 线产生不同反应的差异性而获得影像学图像，且此扫描方式可同时获取低能与高能图像数据而不受位置与时间的影响。但因低能状态下伪影较为明显，为减少伪影，临床会利用能谱纯化技术，通过实施单能量成像，最大限度地减少伪影[9-10]。

本文将2020 年4 月—2021 年2 月来本院行腰椎内固定术后进行复查的患者72 例作为研究对象，对其行常规扫描与双源能谱CT 单成像扫描，比较了两种扫描方式的影像学图像质量及不同光子能量下的双源能谱CT 单成像扫描影像学图像的质量。研究结果显示，于平均加权为120 keV 的前提下，双源能谱CT 单成像扫描的影像学图像质量的优良率为100.00%，显著优于常规扫描的54.17%，可见双源能谱CT 单成像扫描更能清晰地显示出金属固定物及其周边情况；不同光子能量下的双源能谱CT 单成像扫描的影像学图像质量有所不同，伴随光子能量的增加，双源能谱CT 单成像扫描的影像学图像中的伪影不断减少，可见双源能谱CT 单能量成像可通过调节光子能量来减少伪影。

综上所述，双源能谱CT 单能量成像可有效减少腰椎内固定术后的金属伪影，通过调节光子能量能减少伪影的形成，为患者治疗与康复效果的评估提供可靠依据，具较高临床应用价值。