吳堅(jiān) 徐冶敏 韓永順 陶曉峰

眼眶位于顱面中部并向前突出，易遭受外力打擊。隨著近年來(lái)交通事故等引起的外傷日益增多，眼眶骨折發(fā)生率明顯增加。大多數(shù)的眼眶骨折需要手術(shù)治療，手術(shù)的主要內(nèi)容為眶內(nèi)植入修復(fù)材料封閉眶壁缺損，以恢復(fù)眼球正常位置、回納疝出的軟組織及矯正擴(kuò)大的眶腔容積。人工生物材料是目前使用最多的眶壁缺損修復(fù)材料，為便于術(shù)后隨訪評(píng)估，修復(fù)材料在CT圖像上的密度需高于眶內(nèi)外軟組織密度，其中以具有良好生物相容性的金屬鈦[2]最為常用。CT被認(rèn)為是眼眶骨折首選的影像檢查技術(shù)[1]，但高密度的金屬成分在常規(guī)CT圖像上會(huì)產(chǎn)生放射星芒狀的偽影，不同程度影響周圍細(xì)微結(jié)構(gòu)的觀察及診斷。寶石CT通過(guò)將采集數(shù)據(jù)解析為一系列單能量圖像，即能譜成像技術(shù) （Gemstone spectral imaging，GSI），使復(fù)雜的X線衰減線性化，從而消減常規(guī)CT掃描獲得的混合能量圖像上的金屬偽影。鑒于CT能譜成像技術(shù)消減金屬偽影的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，本研究將其用于眼眶骨折修復(fù)術(shù)后檢查，以改善圖像質(zhì)量、提高評(píng)估效果，具體報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

2015年5月 至2017年6月，共32例眼眶外傷金屬植入物修復(fù)術(shù)后患者納入研究。其中，男17例（19只眼），女15例（16只眼）；年齡17～71歲，平均（42±6.76）歲。

1.2 CT掃描及處理

使用GE Discovery CT 750 HD掃描系統(tǒng)，患者取仰臥位，平行于聽(tīng)眶下線進(jìn)行軸位掃描，包全眼眶和病變范圍。采用GSI模式掃描，管電壓在0.5 ms周期內(nèi)完成140 kVp和80 kVp的瞬間切換，管電流600 mA，準(zhǔn)直寬度40 mm，層厚0.625 mm，螺距0.984:1；X線球管旋轉(zhuǎn)速度0.8 s/r；矩陣512。直接獲得140 kVp的混合能量圖像，并應(yīng)用能譜分析軟件獲得40～140 keV（以10 keV為間距）共11組單能量圖像，分別選取每組圖像中偽影最明顯層面及無(wú)偽影層面進(jìn)行觀察和測(cè)定。

1.3 CT圖像分析

1.3.1 主觀評(píng)價(jià)

由3名放射醫(yī)師采用雙盲法對(duì)混合能量圖像和單能量圖像進(jìn)行觀察評(píng)分。按金屬偽影對(duì)診斷所需圖像質(zhì)量的影響程度，評(píng)分分為4級(jí)：優(yōu)，基本無(wú)偽影，完全不影響診斷；良，偽影少，可以診斷；一般，偽影較多，診斷受限制；差，偽影明顯，無(wú)法診斷。

1.3.2 數(shù)值測(cè)定計(jì)算

分別選擇混合能量圖像和單能量圖像相同的金屬偽影最明顯處和無(wú)偽影層面，劃定感興趣區(qū)（ROI）、測(cè)量感興趣區(qū)的CT值和噪聲（即SD值，代表感興趣區(qū)CT值的標(biāo)準(zhǔn)差）。根據(jù)公式計(jì)算偽影指數(shù)（A rtifact index，AI）、對(duì)比噪聲比（C ontrast to noise ratio，CNR）。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

使用SSPS22.0統(tǒng)計(jì)軟件，利用Kendall's W檢驗(yàn)分析3位放射科醫(yī)生對(duì)CT圖像評(píng)價(jià)的一致性。Kendall's W系數(shù)分布在0～1之間，數(shù)值越大，一致程度越強(qiáng)。如果Kendall's W系數(shù)大于0.8，說(shuō)明研究數(shù)據(jù)具有很強(qiáng)的一致性，若小于0.4則一致性差。

2 結(jié)果

對(duì)混合能量圖像和單能量圖像的主觀評(píng)價(jià)結(jié)果顯示，隨著keV的升高，圖像質(zhì)量越好，即GSI消減金屬偽影的效果越好。3位醫(yī)生診斷結(jié)果的Kendall's W系數(shù)為0.876（P＜0.05），具有很強(qiáng)的一致性。

單能量圖像中，隨著keV的升高，CNR值逐漸升高，至110 keV圖像CNR值達(dá)到最高，其CNR值明顯高于混合能量圖像（P＜0.01）；隨著keV的升高，圖像的SD值逐漸降低，達(dá)到70 keV后SD值降低明顯，110 keV單能量圖像的SD值最小，其SD值明顯小于混合能量圖像的SD值（P＜0.05）；不同keV的單能量圖像選定層面中，隨著keV的升高，圖像的AI值逐漸降低，在110 keV圖像AI值最低，其AI值明顯小于混合能量圖像的AI值（P＜0.01）（表1、2）。

表1 混合能量圖像與110keV下單能量圖像的SD、CNR、AI的比較Table 1 Comparison of SD,CNR and AI between polychromatic images and monochromatic images under 110 keV

表1 混合能量圖像與110keV下單能量圖像的SD、CNR、AI的比較Table 1 Comparison of SD,CNR and AI between polychromatic images and monochromatic images under 110 keV

參數(shù) 混合能量圖像 單能量圖像parameter polychromatic images monochromatic images SD 39.89±11.87 26.91±8.11 CNR 0.40±0.27 0.76±0.32 AI 41.01±9.98 27.42±3.28

表2 不同keV下單能量圖像的SD、CNR、AI值Table 2 SD,CNR and AI values of monochromatic images under different keV

表2 不同keV下單能量圖像的SD、CNR、AI值Table 2 SD,CNR and AI values of monochromatic images under different keV

Parameter 40 keV 50 keV 60 keV 70 keV 80 keV 90 keV 100 keV 110 keV 120 keV 130 keV 140 keV SD 139.18±21.78 106.61±18.23 77.79±13.12 50.09±8.97 39.89±7.98 33.14±6.93 29.89±11.90 26.91±8.11 39.89±11.91 39.89±11.88 28.91±8.12 CNR 0.27±0.27 0.29±0.33 0.36±0.32 0.40±0.28 0.48±0.29 0.56±0.37 0.65±0.28 0.76±0.32 0.72±0.11 0.70±0.31 0.71±0.33 AI 141.01±9.98 97.42±3.28 81.01±9.99 57.42±3.29 41.01±9.10 37.42±3.30 31.01±9.11 27.42±3.28 41.01±8.02 41.01±9.99 37.42±3.29

3 討論

眼部外傷通常伴有骨折，常見(jiàn)為單純內(nèi)壁骨折、單純眶底骨折和內(nèi)下壁（眶底和內(nèi)壁）骨折，屬于眼眶爆裂性骨折；單純外壁骨折和單純眶頂骨折極其少見(jiàn)，多伴有眶緣骨折，屬于眼眶復(fù)合性骨折。對(duì)于CT掃描顯示眼外肌和眶內(nèi)容物無(wú)明顯嵌頓或疝出，眶壁骨折和缺損較小，眼球內(nèi)陷和復(fù)視不明顯的患者，可先采用藥物治療。但是，多數(shù)眼眶骨折需要手術(shù)治療，手術(shù)的主要內(nèi)容就是眶壁缺損修復(fù)：依據(jù)眶壁缺損的大小，修剪和塑形修復(fù)材料使之適應(yīng)眶壁缺損的大小和形狀[1]。術(shù)后復(fù)查眼眶CT，明確植入材料的部位和骨折缺損修復(fù)情況，是眼眶骨折修復(fù)后必不可少的隨訪內(nèi)容。這就要求修復(fù)材料在CT圖像上清晰顯示，便于術(shù)后觀察[3]。綜合各種因素，目前臨床最多采用的眼眶骨折修復(fù)材料均為鈦網(wǎng)或包含鈦網(wǎng)的復(fù)合材料，其可被CT明確清晰識(shí)別，有利于評(píng)估眼眶骨折修復(fù)植入物的位置等情況。本研究所有病例的眼眶骨折修復(fù)植入物均為鈦網(wǎng)。

既然是金屬，在CT圖像上顯示自身高密度影的同時(shí)，不可避免會(huì)產(chǎn)生偽影，即所謂非真實(shí)的影像，進(jìn)而對(duì)周圍真實(shí)的組織結(jié)構(gòu)影像產(chǎn)生干擾，影響診斷。不同于人體脊柱、四肢等部位，眼部正常的解剖結(jié)構(gòu)本身就細(xì)小復(fù)雜、形態(tài)不規(guī)則，常規(guī)CT檢查已要求較高空間分辨率[4]，眼眶骨折后或手術(shù)修復(fù)后，局部解剖結(jié)構(gòu)必定發(fā)生各種各樣的改變，修復(fù)植入物產(chǎn)生的金屬偽影即便很微小，也會(huì)干擾正常解剖或異常改變的辨識(shí)。另外，植入物移位、卡壓周圍軟組織后的繼發(fā)感染、功能障礙等術(shù)后并發(fā)癥，首要的檢查依據(jù)也是CT掃描[1]，修復(fù)植入物產(chǎn)生的金屬偽影經(jīng)常會(huì)影響對(duì)細(xì)微結(jié)構(gòu)變化的觀察，從而延誤后續(xù)治療。

植入物金屬偽影這一CT檢查難題長(zhǎng)期困擾醫(yī)學(xué)影像界，寶石CT的出現(xiàn)，超越以往常規(guī)CT的局限，實(shí)現(xiàn)寶石探測(cè)器、能譜柵成像、動(dòng)態(tài)500排和高清低劑量圖像等方面的技術(shù)突破，球管僅需0.5 ms就能進(jìn)行140 kVp和80 kVp間的切換，幾乎在同時(shí)間、同角度的情況下得到兩組不同能量的采樣，然后通過(guò)對(duì)這兩組高度匹配的能量信息在投影空間的解析，可獲得一系列單能量的圖像，基本去除線束硬化效應(yīng)引起的CT值的“漂移”，即金屬偽影在高keV單能量圖像上能夠被有效消減。GSI還能改善圖像空間分辨率[5-6]，有利于后續(xù)進(jìn)行容積顯示（VR）、多平面重組（MPR）及最大密度投影（MIP）等圖像后處理，提供修復(fù)植入物與周圍結(jié)構(gòu)關(guān)系的更直觀信息[7]。

本組研究表明，CT能譜成像技術(shù)能明顯減少金屬偽影的干擾，顯著提高眼眶術(shù)后結(jié)構(gòu)的顯示能力。110 keV是眼眶金屬植入患者圖像質(zhì)量最佳的單能量成像點(diǎn)。