双能量CT联合金属伪影削减算法抑制股骨柄假体金属伪影的模型研究

摘要

目的:通过体模研究,评价双能量CT扫描获得的虚拟单色谱图像(VMS)联合金属伪影削减(MAR)算法抑制股骨柄假体金属伪影的效果.方法:将人工股骨柄假体用细绳悬挂在水箱中心.以不同管电压(80、100、120、140 kVp)单能量CT (SECT)及不同管电流(200、484 mA)下的双能量CT(DECT)扫描假体.扫描设备选择单球管,单层探测器CT扫描仪.利用单球管双电压快速切换的双能量扫描获得的数据重建40、90、140 keV单色谱图像(VMS),及经过金属伪影抑制算法处理的40、90、140 keV单色谱图像(VMS+MAR).对全部图像(16组)进行质量评价,包括伪影面积(AA),伪影指数(AI).结果:16组图像(140 kVp、120 kVp、100 kVp、80 kVp、40 keV 485 mA、40 keV 485 mA MAR、90 keV 485 mA、90 keV 485 mA MAR、140 keV 485 mA、140 keV 485 mA MAR、40 keV 200 mA、40 keV 200 mA MAR、90 keV 200 mA、90 keV 200 mA MAR、140 keV 200 mA、140 keV 200 mAMAR)伪影面积分别为787、1088、1499、2133、5664、650、665、172、279、157、7603、886、803、238、423、172 mm2,伪影指数分别为22.75、33.65、58.58、92.55、195.18、3.53、23.38、0.35、7.88、0.05、230.28、4.95、24.83、1.43、10.98、0.10 HU.对于单能量扫描,随着管电压的降低,伪影逐步加重.对于双能量扫描单色谱图像,管电流越低伪影越严重;光子能量越低伪影越严重.经过金属伪影削减算法处理的单能量图像,金属伪影明显减轻.结论:与单能量扫描相比,双能量CT扫描高光子能量单色谱图像联合MAR算法能有效抑制股骨柄假体金属伪影.光子能量越高,金属伪影越小.