CT引导下经皮介入术中低原子序数材料对金属针伪影的削减作用：体模与猪模型研究

为解决CT引导介入术中金属针伪影干扰影像质量的问题，研究人员通过体模和猪模型（肾脏、肝脏、肺脏）对比分析了碳纤维、铝(Z=13)、不锈钢(Z=26)等材料的伪影特性。结果表明，低原子序数(Z-number)材料可显著减少伪影长度、宽度及强度（p<0.05），为优化介入器械设计提供重要依据。

　　

在医学影像引导的微创介入手术中，CT成像的准确性直接关系到手术成败。然而，金属穿刺针产生的束硬化伪影(beam hardening artifact)常导致图像扭曲，尤其在高原子序数(Z-number)材料（如不锈钢）中更为显著。这种伪影不仅掩盖靶区解剖结构，还可能引发误判。如何在不牺牲器械机械性能的前提下减少伪影，成为介入放射学领域亟待突破的技术瓶颈。

为攻克这一难题，研究人员设计了一项创新性实验，通过体模和离体猪器官模型系统评估了8种材料（碳纤维、铝、钛、镍钛合金、不锈钢、铜、黄铜、钼）的伪影特性。研究采用标准化CT扫描参数（120 kV/15 mA或140 kV/10 mA），定量分析伪影长度、宽度、针体宽度及HU值差异。在猪肾脏、肝脏和肺脏中的对比显示，铝制管芯(Z=13)在所有器官中的伪影强度均显著低于不锈钢(Z=26)（p<0.05），仅肺部伪影宽度和长度、肾脏针体宽度无统计学差异。盲法评估进一步证实不锈钢伪影对图像质量的负面影响更显著（p<0.005，kappa=0.63）。

关键技术方法包括：1）建立软组织等效体模和离体猪器官（肾脏/肝脏/肺脏）实验模型；2）使用多参数CT扫描（120 kV/30 mA）获取影像数据；3）定量测量伪影几何参数及HU值；4）采用盲法评估图像质量等级。

研究结果部分：
• 体模实验：伪影强度与Z-number呈正相关（120 kV时p=0.001，140 kV时p<0.001）
• 猪模型验证：铝管芯在肾脏中的伪影长度比不锈钢短32%，肝脏中HU值差异达215（p<0.05）
• 影像质量评级：不锈钢伪容被79%的评估者列为"严重干扰"等级

该研究首次系统论证了低Z-number材料对CT介入器械伪影的改善作用，为新一代"伪影优化"穿刺针设计提供了理论支撑。尤其值得注意的是，铝(Z=13)在保持足够机械强度的同时，其伪影特性显著优于临床常用不锈钢，这一发现可能推动介入器械材料的革新。研究结果发表于《Journal of Vascular and Interventional Radiology》，对提升肿瘤消融、活检等精准介入操作具有重要临床意义。