光谱CT测温技术在热消融中的应用：金属伪影减少与精准温度监测

为解决微波消融术中金属伪影干扰CT测温精度的问题，研究人员通过光谱CT技术对比了基于衰减值（HU）和物理密度（ρ）的测温方法，结合O-MAR和DL-MAR算法，发现150 keV物理密度图谱联合O-MAR可将测温精度提升73%，为临床非侵入性温度监测提供了新策略。

　　

研究背景与意义

热消融技术（如微波消融）在治疗肝脏等实体肿瘤中广泛应用，但精准监测消融区域温度仍是临床难题。传统CT测温依赖Hounsfield单位（HU）变化，却易受消融针金属伪影干扰，导致温度误差。尽管光谱CT（Spectral CT）通过虚拟单能级图像（VMI）和物理密度（ρ）映射展现了测温潜力，但金属伪影对测温精度的影响尚未系统评估。荷兰莱顿大学医学中心的Lennart R. Koetzier团队在《Physica Medica》发表研究，首次对比了衰减与物理密度测温的差异，并探索了多种金属伪影减少（MAR）技术的优化组合。

关键技术方法

研究采用4个模拟肝脏的凝胶模型，植入热电偶并实施60 W微波消融10分钟，通过双能谱CT（Philips Spectral CT7500）获取23次扫描。对比了基于HU的线性模型（ΔHU = aΔT + b）和基于ρ的物理密度模型（ρ(T₀)/ρ(T) = αΔT + β），并评估了O-MAR（骨科金属伪影减少）、DL-MAR（深度学习MAR）及不同能量VMI（70–150 keV）的效果。

研究结果

1. 1.

   测温可重复性：HU与温度呈强线性负相关（R² > 96%），参数a = ?0.38 HU/°C；ρ与温度直接相关，热膨胀系数α = 0.00039 °C^?1，两者重复性高（CV < 6.7%）。

2. 2.

   无伪影区域精度：DL-MAR显著提升测温精度（3.0 vs. 5.5 °C，p < 0.001），2 mm层厚优于1 mm（4.6 vs. 5.5 °C）。

3. 3.

   金属伪影影响：150 keV物理密度图谱联合O-MAR使测温精度提升73%（效应量g = 1.1），优于单独使用DL-MAR（p < 0.001）。

4. 4.

   准确性验证：Bland-Altman分析显示，物理密度测温的误差范围为?9.5至8.1 °C，接近临床需求的2 °C阈值。

结论与意义

该研究证实，150 keV物理密度图谱结合O-MAR可显著减少消融针伪影，提升测温精度，为临床实现非侵入性温度监测提供了可行方案。尽管衰减测温在无伪影区域略优，但物理密度图谱在复杂场景中更具优势。未来需优化DL-MAR对软组织中针状伪影的适应性，并探索基于光谱CT的组织特异性测温模型。这一技术突破有望推动精准热消融的发展，降低肿瘤复发风险。

（注：全文细节均基于原文，未添加非文献支持内容）