侯凱， 呂鵬， 唐啟瑛， 陸秀良， 顧君英， 曾蒙蘇

隨著血管造影及介入技術(shù)的發(fā)展，經(jīng)血管腔內(nèi)彈簧圈栓塞內(nèi)臟動脈瘤的治療方法已在臨床上得到廣泛應(yīng)用，患者術(shù)后主要通過CT血管成像進(jìn)行隨訪，但在常規(guī)CT圖像上由于線束硬化和光子饑餓效應(yīng)的影響，使得彈簧圈周圍產(chǎn)生明顯的條帶狀偽影[1]，嚴(yán)重影響對瘤體周圍結(jié)構(gòu)的觀察和術(shù)后療效的評估。近些年來雖有一些去金屬偽影(metal artifact reduction，MAR)技術(shù)如能譜CT和雙能CT等[2-3]應(yīng)用于臨床，但多數(shù)應(yīng)用僅局限于技術(shù)層面的探討，真正能應(yīng)用于臨床實踐的相關(guān)研究相對較少。本文主要探討320排單能量CT的去金屬偽影(single energy metal artifact reduction，SEMAR)技術(shù)對內(nèi)臟動脈瘤彈簧圈栓塞術(shù)后療效評估的臨床應(yīng)用價值。

材料與方法

1.研究對象

選擇2014年7月-2015年7月復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院已行內(nèi)臟動脈彈簧圈栓塞術(shù)的24例患者，男18例，女6例，年齡24～84歲，平均(61±11)歲；其中22例為脾動脈瘤，2例為肝動脈瘤。所有患者均于術(shù)后3～6個月在本院行內(nèi)臟動脈CT血管成像檢查。

2.CT檢查方法

使用，Toshiba Aquilion ONE 320排CT機(jī)。掃描參數(shù)：120 kVp，75～375 mAs，0.5 s/r，層厚0.5 mm，視野16 cm×16 cm，矩陣512×512。使用雙筒高壓注射器經(jīng)上肢靜脈注射非離子型對比劑碘比樂(370 mg I/mL)，劑量1.0～1.2 mL/kg，注射流率3～4 mL/s；隨后推注20～30 mL生理鹽水。在腹腔干水平于腹主動脈腔內(nèi)設(shè)置ROI作為閾值監(jiān)測點，閾值設(shè)定為150 HU，采用自動觸發(fā)技術(shù)，達(dá)到閾值后延遲3s啟動掃描。掃描完成后每例患者的數(shù)據(jù)進(jìn)行兩次容積重建，一次使用自適應(yīng)迭代重建算法，另一次使用迭代重建聯(lián)合SEMAR算法；標(biāo)準(zhǔn)軟組織算法(FC08)。

3.圖像分析

由2位高年資放射科醫(yī)師采用4分法分別評價使用(A組)和未使用AEMAR技術(shù)(B組)的CTA重建圖像的圖像質(zhì)量，評價結(jié)果不一致時，請第三位有經(jīng)驗的更高年資放射科醫(yī)師評分得出結(jié)果。取兩組中多個感興趣相同層面進(jìn)行評價，評價內(nèi)容包括：瘤體內(nèi)對比劑充填和血栓形成情況、動脈瘤體的大小、載瘤動脈和出瘤動脈和正常器官的血供情況。評分標(biāo)準(zhǔn)[4]：1分，偽影完全與組織器官重疊，無法辨認(rèn)正常結(jié)構(gòu)；2分，偽影與組織器官重疊較多，辨認(rèn)結(jié)構(gòu)困難；3分，偽影與組織器官重疊較少，辨認(rèn)結(jié)構(gòu)容易；4分，幾乎無偽影干擾，能明確辨認(rèn)組織器官的結(jié)構(gòu)。去除4例由于放射狀偽影完全遮蓋動脈瘤瘤體、無法辨別瘤體邊緣的病例，測量其余20例患者的使用和未使用去偽影技術(shù)圖像上瘤體的最大內(nèi)徑。

4.統(tǒng)計學(xué)方法

使用SPSS 20.0統(tǒng)計分析軟件。對兩組圖像上瘤體內(nèi)對比劑充填和血栓形成情況、載瘤動脈和出瘤動脈的顯示情況、周圍臟器的圖像質(zhì)量和去偽影前后瘤體最大直徑的比較，在滿足參數(shù)檢驗的條件下采用配對t檢驗，不滿足參數(shù)檢驗條件則采用Wilcoxon符號秩檢驗。以P<0.05(雙側(cè))為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。觀察者間一致性的評估采用組間相關(guān)系數(shù)法。

結(jié) 果

兩組圖像上瘤體內(nèi)對比劑充填和瘤體內(nèi)血栓形成情況、載瘤動脈、出瘤動脈和周圍臟器的顯示情況的評分結(jié)果見表1、圖1～4。去偽影后的圖像質(zhì)量評分明顯高于去偽影前，兩組間的差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)。去偽影后測得的瘤體直徑小于去偽影前，兩組間差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)。兩位觀察者對瘤體、載瘤動脈、出瘤動脈和周圍臟器的顯示情況的評分結(jié)果間一致性良好，組間相關(guān)系數(shù)均>0.80。

表1 兩組圖像質(zhì)量評分及瘤體內(nèi)徑的比較

討 論

內(nèi)臟動脈瘤(visceral artery aneurysms，VAAs)的發(fā)病率僅次于腹主動脈瘤和髂動脈瘤，為0.09%～2.00%[5-7]，瘤體一旦破裂出血，死亡率高達(dá)20%～75%[8-9]。目前臨床上主要采用經(jīng)血管腔內(nèi)彈簧圈栓塞術(shù)治療VAAs[10]。內(nèi)臟動脈瘤的栓塞術(shù)除了將瘤體填塞，關(guān)鍵在于還需將瘤體遠(yuǎn)近端動脈及其它可能供應(yīng)瘤體的側(cè)支血管栓塞，才能保證瘤體完全栓塞，降低動脈瘤復(fù)發(fā)和破裂的發(fā)生率。近脾門處脾動脈瘤的栓塞，發(fā)生多節(jié)段脾臟梗死的風(fēng)險將升高[11]。對于較大內(nèi)臟動脈，瘤體填塞多采用是部分填塞法，這種方式有助于血栓形成，故應(yīng)重點關(guān)注入瘤動脈及出瘤動脈的栓塞，若不能完全栓塞，那么殘余瘤腔是導(dǎo)致術(shù)后VAAs瘤體增大的一個潛在風(fēng)險[12-13]。

圖1 近腹腔干脾動脈瘤彈簧圈栓塞術(shù)后6個月CT復(fù)查。a) SEMAR技術(shù)VR圖像，瘤體部位偽影明顯減輕，周圍血管清晰可辨； b) 未使用SEMAR技術(shù)的VR圖像，瘤體部位偽影明顯，影響對周圍血管的觀察； c) SEMAR技術(shù)橫軸面圖像，偽影明顯減輕，清晰顯示瘤體內(nèi)完全血栓化，瘤體周圍血管和臟器均可清晰辨認(rèn)； d) 未使用SEMAR技術(shù)的橫軸面圖像，有大量偽影，影響對瘤體內(nèi)和周圍組織的觀察。 圖2 近端脾動脈瘤彈簧圈栓塞術(shù)后3個月CT復(fù)查。a) SEMAR技術(shù)VR圖像，瘤體部位未見明顯金屬偽影，周圍血管清晰可辨； b) 未使用SEMAR技術(shù)的VR圖像，瘤體部位偽影明顯，影響對周圍血管觀察； c) SEMAR技術(shù)橫軸面圖像，未見明顯金屬偽影，清晰顯示瘤體內(nèi)對比劑充填，瘤體周圍血管和臟器可清晰辨認(rèn)； d) 未使用SEMAR技術(shù)的橫軸面圖像，大量偽影影響對瘤體內(nèi)和周圍組織的觀察。

對VAAs進(jìn)行術(shù)后影像學(xué)隨訪是非常必要的，主要觀察瘤體內(nèi)是否完全形成血栓，以及載瘤動脈、出瘤動脈和正常器官的血供情況等。雖然臨床上DSA是內(nèi)臟動脈瘤栓塞術(shù)后隨訪的金標(biāo)準(zhǔn)，但因其為有創(chuàng)檢查，且手術(shù)時間久、費用高，難于廣泛應(yīng)用[14-15]。目前臨床上主要采用CT掃描來替代，其中普通CT掃描最為常用，但由于金屬硬化效應(yīng)產(chǎn)生條帶狀偽影[1]，嚴(yán)重影響對瘤體周圍結(jié)構(gòu)的觀察和術(shù)后效果的評估。雖國外亦有文獻(xiàn)報道磁共振血管成像(MRA)技術(shù)在內(nèi)臟動脈彈簧圈栓塞術(shù)后隨訪中有較好的觀察效果[16-17]，但此技術(shù)目前在國內(nèi)的臨床應(yīng)用較少。

近年來，隨著CT各大廠商推出去金屬偽影(MAR)技術(shù)，包括能譜CT和雙能CT等[2-3]，使得CT圖像上金屬周圍結(jié)構(gòu)的成像質(zhì)量得到很大地改善，但關(guān)于雙能量MAR技術(shù)的最優(yōu)kVp的選擇，目前還未達(dá)成共識[18]。此外，可能影響雙能量MAR技術(shù)的有效性的相關(guān)因素，如患者的體形、假體構(gòu)成和雙能量采集方法(如雙電源，三明治探測器，快速千伏開關(guān))的具體機(jī)制尚未完全闡明[18-19]。本文主要探討東芝320排容積CT推出的迭代算法聯(lián)合單能量射線金屬去偽影技術(shù)(SEMAR)在內(nèi)臟動脈瘤彈簧圈栓塞術(shù)后復(fù)查中的應(yīng)用。

圖3 近脾門脾動脈瘤彈簧圈栓塞術(shù)后3個月CT復(fù)查。a) SEMAR技術(shù)MIP圖像，瘤體部位未見明顯金屬偽影，周圍血管清晰可辨； b) 未使用SEMAR技術(shù)的MIP圖像，瘤體部位偽影明顯，影響對周圍血管的觀察； c) SEMAR技術(shù)橫軸面圖像，未見明顯金屬偽影，清晰顯示瘤體內(nèi)對比劑部分充填，瘤體周圍血管和臟器可清晰辨認(rèn)； d) 未使用SEMAR技術(shù)的橫軸面圖像，大量偽影影響對瘤體內(nèi)和周圍組織的觀察。 圖4 近脾門脾動脈瘤彈簧圈栓塞術(shù)后1年CT復(fù)查。a) SEMAR技術(shù)橫軸面圖像，可見少量金屬偽影，清晰顯示瘤體內(nèi)完全血栓化，瘤體周圍血管和臟器可清晰辨認(rèn)； b) 未使用SEMAR技術(shù)的橫軸面圖像，大量偽影影響對瘤體內(nèi)和周圍組織觀察。

傳統(tǒng)的減輕金屬偽影的方法主要有以下幾種：①加大CT掃描的管電壓，提高射線的穿透力；②提高掃描的管電流，即增加射線量；③采用薄層掃描技術(shù)來減少部分容積效應(yīng)，并盡量使金屬植入物的長軸方向垂直于掃描平面，使之產(chǎn)生最小的橫斷面積；④在圖像重建方面，采用標(biāo)準(zhǔn)平滑的濾過函數(shù)，并適當(dāng)增大窗寬[20]。前三種方法主要利用高千伏、高毫安、長時間曝光方式減輕金屬偽影，直接加大患者接受的輻射劑量,而第四種方法相較于最近流行的迭代重建算法，患者接受的kV、mA等參數(shù)一般較高。

SEMAR技術(shù)的基本思想主要是基于濾波反投影(filtered back projection，F(xiàn)BP)的一種算法[4]，首先將金屬軌跡分割出來，再用周圍未受偽影影響的體素測量值對受偽影影響的部分進(jìn)行線性內(nèi)插，然后將其反投影到金屬軌跡中，線性整合出物體的完整輪廓，最后用線性基線轉(zhuǎn)換方式使融合的圖像更接近原始圖像。SEMAR技術(shù)在整個金屬去偽影過程中多次應(yīng)用迭代重建算法，迭代重建算法能夠在保證圖像的質(zhì)量下，采用低千伏低毫安的掃描參數(shù)掃描，大幅降低患者接受的輻射劑量。

本研究顯示，SEMAR技術(shù)的應(yīng)用對載瘤動脈、出瘤動脈和正常器官血供情況的顯示都有明顯改善，其中對瘤體內(nèi)對比劑分布和血栓形成情況的改善尤為突出。本研究中24例患者的CTA圖像在使用了SEMAR技術(shù)后，瘤體內(nèi)均可以觀察到對比劑的流入和血栓形成情況；而在未去除偽影的圖像中，只有2例患者的瘤體內(nèi)可以觀察到瘤腔內(nèi)有少量對比劑顯影。而且這2例患者都是瘤體較大的脾動脈瘤患者，彈簧圈栓塞手術(shù)中只對瘤體進(jìn)行了部分填塞，在SEMAR重建圖像上可以觀察到瘤腔內(nèi)有大量對比劑的流入，同時可以診斷瘤腔再通情況。其余22例患者的未使用SEMAR技術(shù)的重建圖像上，因彈簧圈產(chǎn)生的大量放射狀偽影，很難辨別瘤體內(nèi)的結(jié)構(gòu)，而且對載瘤動脈和出瘤動脈結(jié)構(gòu)的觀察影響也很大。若瘤體靠近脾臟附近，因為瘤體內(nèi)彈簧圈的大量放射狀偽影，影響了對脾臟的觀察，無法診斷脾臟是否發(fā)生了節(jié)段性梗死。而在SEMAR重建圖像上，基本消除了彈簧圈產(chǎn)生的放射狀偽影，瘤體周圍的血管和臟器顯示清晰，充分提高了這類患者隨訪的診斷準(zhǔn)確性。

但SEMAR技術(shù)也并非對所有患者去金屬偽影的效果都能達(dá)到滿意效果，若內(nèi)臟動脈瘤瘤體較大，術(shù)中填塞的彈簧圈比較多，同樣的掃描條件下并不能明顯改善去偽影的效果。主要原因可能是射線由于金屬衰減過多，探測器接收到的射線過少，導(dǎo)致放射狀偽影的殘留。此問題需要今后進(jìn)一步優(yōu)化CT掃描參數(shù)，逐步改進(jìn)。

本研究中，在未去除偽影的圖像上，辨別瘤體邊緣結(jié)構(gòu)時存在一定難度，部分病例因彈簧圈數(shù)量較多，大量放射狀偽影完全遮蓋瘤體，導(dǎo)致無法辨別瘤體邊緣，因此不能對瘤體直徑等進(jìn)行準(zhǔn)確測量。而瘤體部分被偽影干擾的病例也會因為瘤體邊緣不清，在測量瘤體最大內(nèi)徑時會誤將瘤體邊緣的偽影測量在內(nèi)，導(dǎo)致測量的數(shù)據(jù)相對于去偽影圖像上的測量數(shù)據(jù)明顯偏大。而采用SEMAR技術(shù)后，所有患者的瘤體邊緣結(jié)構(gòu)可準(zhǔn)確辨認(rèn)，因而能更加準(zhǔn)確地測量瘤體內(nèi)徑。尤其是對于隨訪中發(fā)現(xiàn)瘤體內(nèi)血流再通的患者，做好瘤體內(nèi)徑的隨訪記錄，為日后是否有必要進(jìn)行二次手術(shù)提供重要依據(jù)。

本次研究的不足之處主要就是樣本量較小，今后還需要通過更多的樣本量進(jìn)行更深入的研究。其次，本研究僅僅是對CTA的兩種重建算法獲得的內(nèi)臟動脈瘤彈簧圈栓塞術(shù)后圖像質(zhì)量進(jìn)行比較，雖然使用了SEMAR技術(shù)后圖像質(zhì)量有明顯改善，但由于本研究缺少DSA檢查這一金標(biāo)準(zhǔn)作為對照，SEMAR算法下的影像并不能完全確定內(nèi)臟動脈瘤彈簧圈栓塞術(shù)后隨訪的各項指標(biāo)與體內(nèi)真實情況是否完全一致。因為使用了SEMAR技術(shù)的CTA圖像上還是存在少量偽影，而且使用了SEMAR算法的圖像上還可能存在原始信息的丟失等。

綜上所述，東芝320排CT機(jī)結(jié)合SEMAR技術(shù)對于內(nèi)臟動脈瘤彈簧圈栓塞術(shù)后瘤體內(nèi)對比劑充填和血栓形成情況、載瘤動脈、出瘤動脈和正常器官的血供情況等的評估都具有較高的應(yīng)用價值。并且SEMAR技術(shù)還有一個優(yōu)勢就是它是一種后處理的算法，可以對所有普通容積掃描的數(shù)據(jù)進(jìn)行去金屬偽影，因此即使在掃描前未了解患者體內(nèi)是否有金屬植入物，也可以在后處理時進(jìn)行去金屬偽影的操作。這一優(yōu)勢大大提高了這項技術(shù)的適用范圍，比如常規(guī)采用容積掃描的冠脈CTA和顱內(nèi)CTA檢查。筆者相信此技術(shù)在CT檢查過程中對有效去除金屬硬化效應(yīng)具有良好的應(yīng)用前景。

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