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目的:研究能谱CT单能量成像(monochromatic imaging)及单能量+去伪影技术(metal artefact reduction software,MARs)在去除髋关节置换假体周围伪影的效果,并评价加用MARs技术是否可以提高图像质量,其在诊断髋关节置换术后并发症的临床价值。材料与方法:收集本院31例单侧髋关节置换术后患者的能谱(Gemstone Spectral Imaging,GSI)扫描资料,22例全髋置换、9例半髋置换,其中21例MARs后处理。重组1.25mm层厚单能量及MARs图像,将图像传至GE AW4.5后处理工作站,在GSI和MARs原始图像进行感兴趣区(region of interest,ROI)测量,获得数据.xls表,提取出ROI的单能量80、100、120、140ke V及80、100、120、140ke V+MARs图像的CT值及噪声值(Standard Deviation,SD)。客观评价:(1)轴位图像伪影最重层面画取3个目标ROI和一个背景ROI,目标ROI分别为髋关节前、外、后方均匀的肌肉组织,背景ROI位于对侧无伪影的皮下脂肪区,计算每个ROI的伪影指数(Artifacts Index,AI;AI=(SD12-SD22)1/2)。(2)选择轴位盆腔内伪影最重层面,膀胱和子宫/前列腺伪影最大处选择目标ROI,背景ROI位于相应层面无伪影区的皮下脂肪,计算AI值。(3)选择同一患者髋关节假体伪影最大层面,在置换侧与同层面健康侧髋关节前/外/后方肌肉区取相同大小的ROI,提取数据.xls表中各单能量的CT值和SD值。主观评价:两位放射医师独立对单能量120keV与140keV有无MARs图像行双盲法主观评分。(1)影像质量的主观评分采用(1-4分标准),4分基本无伪影,假体形态结构及骨皮质显示清楚,周围软组织清晰,盆腔脏器显示清晰,可以诊断;3分有部分伪影,假体与周围骨分界较清晰,软组织显示较清楚,盆腔脏器较清晰,不影响诊断;2分伪影较重,假体与周围骨分界不清晰,周围软组织显示欠清,盆腔脏器显示不清,对诊断信心有影响;1分伪影重,假体与周围骨质、周围软组织、盆腔脏器均不能观察,不能诊断。(2)以临床髋关节翻修术后结果对照,两位放射医师经协商后对最佳单能量+MARs轴位和冠状位图像进行评价:假体臼杯是否有迁移(迁移5-10mm,>10mm;连续透亮带);假体是否有碎裂(假体柄碎裂,骨水泥断裂);假体柄是否有下沉(下沉>3mm),影像上符合其中一项者则诊断为松动;将单能量+MARs图像与单能量及同期数字化X线(Digital radiography,DR)图像进行比较,观察各自对骨质溶解和髋关节周围是否有炎症的显示情况。统计方法:对各单能量之间和单能量+MARs之间的伪影指数比较使用配对t检验,对单能量120、140ke V与120ke V、140ke V+MARs之间伪影指数、各单能量影像和单能量+MARs影像上CT值和SD值校正能力比较使用配对t检验。影像质量的主观评分比较使用配对卡方检验。两位放射医师之间主观评分的一致性使用Kappa检验。使用统计软件SPSS 17.0,P<0.05有统计学意义。结果:客观评价:同一个位置在不同单能量下AI均值随着ke V值增高,逐渐降低。髋关节植入物前侧、后侧和盆腔脏器在单能量140ke V的AI值最低,均低于其他单能量水平,差异有统计学意义(P<0.05);外侧和膀胱的AI值在单能量120ke V和140ke V最低,均低于单能量80ke V和100ke V,差异有统计学意义(P<0.05),单能量120ke V与140ke V之间差异无统计学意义(P≥0.05);同一个位置在不同单能量+MARs影像的AI均值随着ke V值增高逐渐降低。髋关节植入物后侧、盆腔脏器和膀胱在单能量140ke V的AI值最低,均低于其他单能量水平,差异有统计学意义(P<0.05);前侧和外侧的AI值在单能量120ke V和140ke V最低,均低于单能量80ke V和100ke V,差异有统计学意义(P<0.05),单能量120ke V与140ke V之间差异无统计学意义(P≥0.05)。在置换髋关节周围前侧、后侧和外侧位置,单能量120ke V、140ke V+MARs影像的AI均值均小于无MARs影像的AI均值,差异有统计学意义(P<0.05);在盆腔脏器与膀胱,单能量120ke V、140ke V与120ke V、140ke V+MARs影像的AI值比较,差异无统计学意义(P≥0.05);无MARs的各个单能量影像中,置换侧髋关节与对侧髋关节前、外、后侧肌肉的CT值有差异,差异有统计学意义(P<0.05)。有MARs的各个单能量影像中,置换侧髋关节与对侧髋关节前与后位置肌肉的CT值接近,差异无统计学意义(P≥0.05),外侧的CT值有差异,差异有统计学意义(P<0.05)。有无MARs单影像置换侧与对侧在前、外、后三个位置肌肉的SD值均有差异,差异有统计学意义(P<0.05)。主观评价:两位放射医师评分结果Kappa检验高度一致性。高ke V较低ke V伪影明显减少,单能量+MARs较单能量图像伪影减少,假体较单能量图变细,假体-骨质边界清楚,但部分单能量+MARs图像上新产生了一些条片状伪影,假体的部分细小结构被消除。但两放射医师对单能量+MARs的评分高于无MARs图像的评分,差异有统计学意义(P<0.05)。单能量+MARs图像上可以发现DR常见的征象,且可以发现DR和单能量图不能发现的细小骨溶解或碎裂。结论:1、能谱CT单能量成像技术可以有效减少髋关节置换术后假体周围的伪影,不同位置较理想的重建单能量水平一致性较好,120ke V和140ke V可以得到同等的去伪影效果,120ke V+MARs和140ke V+MARs可以得到同等的去伪影效果。2、单能量+MARs可以比单能量影像更明显地减少髋关节植入假体周围的伪影,提高图像质量;但MARs技术对去除盆腔内伪影效果较单能量影像无明显优势。3、使用单能量+MARs技术可以减少伪影,使髋关节假体周围组织的CT值测量更真实,而单能量成像只能使伪影有所减少,不能消除伪影对CT值测量的影响;去除髋关节假体周围伪影建议使用MARs技术。4、单能量+MARs技术较单能量图像及DR图像发现髋关节置换术后并发症的细微征象方面更有优势。