新编能谱CT：血管支架伪影去除

4.13　血管支架伪影去除

【病例】

（1）病例摘要　①女性，46岁，腹胀半个月，布加综合征人工血管架桥术后。②体格检查:无特殊。③实验室检查:肿瘤相关抗原125 53.92U/ml（0.01～35U/ml）。

（2）能谱CT检查图例　参见图4.48、图4.49。

图4.48　能谱CT成像与混合能量成像血管支架伪影去除的比较

注解:图①混合能量横截面图像上，血管内支架伪影显著，管腔通畅情况难以判断；图②相同层面140keV单能量图像上，血管支架伪影较混合能量减少，管腔显示通畅，但支架伪影依然存在；图③相同层面碘（水）基物质密度图像上，支架伪影明显减少，可以清晰判断血管通畅度。

图4.49　能谱CT血管内支架伪影去除

注解:图①静脉期混合能量、图②70keV单能量成像以及图③140keV单能量成像上，见肠系膜上静脉血管内，不同成分的血管支架（上方金属支架，下方人工血管）连接处伪影显著，无法评估血流通畅情况。图④相同层面，碘（水）基物质密度图像很好的消除了支架伪影的影响，可以清晰的判断管腔通畅良好。

【扫描方案】

采用能谱扫描模式，电压行高低能量（80kVp和140kVp）瞬时切换（0.5ms），电流为自动毫安（mA）技术。转速0.6s/r，螺距0.984∶1，重建层厚1.25mm，重建层间距1.25mm；对比剂流速3.5ml/s。

【病案分析】

随着近年来外科技术的发展，体内各种材料的移植物也逐渐增多，但是由于常规CT多以球管作为X射线源，其发出的射线为多色谱射线。当射线辐照病人时，若经过密度较高的物质发生衰减后，低能量的光子比高能量的光子被吸收得更多，故而造成所谓射束硬化效应，最终在致密物体附近产生暗影或条纹影，因此使图像质量明显减低，甚至无法诊断，从而给手术后的疗效判断带来一定的困难［1］。(www.xing528.com)

CT图像上的金属伪影（metal artifacts）与kV值、管电流、螺距有关［2］，kV值越高，X射线穿透金属物的能力越强。增加管电流可以增加X射线穿过金属的能力［3］。降低螺距可增加数据的采集量，从而降低硬化伪影，在其他条件固定的情况下，随探测器排数的增加，放射状伪影随之减少。CT图像的质量也与金属的成分、金属移植物的形状、位置等有关［4］。一般来说，金属的密度越低、对X射线衰减越低，伪影越小。几种常见移植物中，塑料、钛类合金、不锈钢、钴、铬合金的硬化伪影依次增大［5］。另外，伪影的范围也与金属物横断面的面积有关，应尽量将金属移植物长轴垂直于扫描平面，使之产生最小的横断面积，从而减少伪影。

能谱CT可以通过数理的方法将采集数据解析为一系列的单能量图像，即能谱CT成像可以克服传统CT混合能量图像的缺陷，将复杂的X射线衰减线性化，克服图像硬化伪影，从而降低或者消除体内金属移植物硬化伪影。能谱CT采用双kVp技术（80kVp和140kVp）能够得到单能量的图像是基于任何一种组织的吸收都可以由相应比例的基物质对组合来表示。通常选择衰减高低不同的物质组成基物质对，水和碘就是常用的医学成像组合。以水和碘作为基物质对，组织在某种单能量下的CT值可以通过两组kVp的数据就可以得出。根据高低能量的原始数据求解出用于基物质对图像重组的两组原始数据（碘一水），然后进一步得到基物质对（basis material pair）的图像，最后根据相对应的已知的基物质的吸收曲线计算出特定水平的单能量图像（keV）^［6］。水和碘的密度和X射线的能量无关，因此在能谱成像中，通过求解基物质对密度值就可以求解CT值。通常CT扫描所应用的kVp是给予了一个很宽的范围，而keV则是X射线的固定单能量值，可以人为提高单能量水平值，加强X射线穿透金属物的能力，从而有效减少金属伪影，但是就本组病例，升高单能量水平降低伪影的效果并不显著，相比之下，通过碘-水物质分离，在获得的碘基物质密度图像却可以有效地减少金属支架的伪影，而且还可以简易地区分金属支架和人工血管，这或许和支架的成分相关，但是具体的作用原理还有待进一步考证。

（吕培杰）

参考文献

［1］Lee MJ，Kim S，Lee SA，et al.Overcoming artifacts from metallic orthopedic implants at highfield-strength MR imaging and multi-detector CT［J］.Radiographics，2007，27（3）:791-803.

［2］邵军明，徐晓东，孔军.CT成像质量影响因素综述［J］.CT理论与应用研究，2006，（03）:61-67.

［3］Robertson DD，Weiss PJ，Fishman EK，et al.Evaluation of CT techniques for reducing artifacts in the presence of metallic orthopedic implants［J］.J Comput Assist Tomogr，1988，12（2）:236-241.

［4］Douglas-Akinwande AC，Buckwalter KA，Rydberg J，et al.Multichannel CT:evaluating the spine in postoperative patients with orthopedic hardware［J］.Radiographics，2006，26Suppl 1:S97-110.

［5］White LM，Buckwalter KA.Technical considerations:CT and MR imaging in the postoperative orthopedic patient［J］.Semin Musculoskelet Radiol，2002，6（1）:5-17.

［6］林晓珠，李卫侠，朱延波，等.宝石能谱CT在肿瘤诊断中的初步应用［J］.诊断学理论与实践，2010，（02）:155-160.