Петряйкин Алексей Владимирович – д.м.н., главный научный сотрудник отдела стандартизации и контроля качества ГБУЗ «Научно-практический клинический центр диагностики и телемедицинских технологий» Департамента здравоохранения города Москвы, г. Москва, Российская Федерация
ORCID:
Alexey V. Petraikin – Dr. Sci. (Medicine), MD, Chief Researcher at the Department of Standardization and Quality Control, Research and Practical Clinical Center for Diagnostics and Telemedicine Technologies of the Moscow Health Care Department, Moscow, Russian Federation
ORCID:
Васильев Юрий Александрович – к.м.н., директор ГБУЗ «Научно-практический клинический центр диагностики и телемедицинских технологий» Департамента здравоохранения города Москвы, г. Москва, Российская Федерация
ORCID:
Yuriy A. Vasilev – Cand. Sci. (Medicine), MD, Director of the Research and Practical Clinical Center for Diagnostics and Telemedicine Technologies of the Moscow Health Care Department, Moscow, Russian Federation
ORCID:
Артюкова Злата Романовна – младший научный сотрудник отдела стандартизации и контроля качества ГБУЗ «Научно-практический клинический центр диагностики и телемедицинских технологий» Департамента здравоохранения города Москвы, г. Москва, Российская Федерация
ORCID:
Zlata R. Artyukova – Junior Researcher at the Department of Standardization and Quality Control, Research and Practical Clinical Center for Diagnostics and Telemedicine Technologies of the Moscow Health Care Department, Moscow, Russian Federation
ORCID:
Сморчкова Анастасия Кирилловна – младший научный сотрудник отдела стандартизации и контроля качества ГБУЗ «Научно-практический клинический центр диагностики и телемедицинских технологий» Департамента здравоохранения города Москвы, г. Москва, Российская Федерация
ORCID:
Anastasia K. Smorchkova – Junior Researcher at the Department of Standardization and Quality Control, Research and Practical Clinical Center for Diagnostics and Telemedicine Technologies of the Moscow Health Care Department, Moscow, Russian Federation
ORCID:
Семенов Дмитрий Сергеевич – к.т.н., ведущий научный сотрудник отдела стандартизации и контроля качества ГБУЗ «Научно-практический клинический центр диагностики и телемедицинских технологий» Департамента здравоохранения города Москвы, г. Москва, Российская Федерация
ORCID:
Dmitry S. Semenov – Cand. Sci. (Tech.), Senior Researcher at the Department of Standardization and Quality Control, Research and Practical Clinical Center for Diagnostics and Telemedicine Technologies of the Moscow Health Care Department, Moscow, Russian Federation
ORCID:
Баулин Анатолий Анатольевич – эксперт отдела медицинской информатики, радиомики и радиогеномики ГБУЗ «Научно-практический клинический центр диагностики и телемедицинских технологий» Департамента здравоохранения города Москвы, г. Москва, Российская Федерация
ORCID:
Anatoly A. Baulin – Expert at the Department of Medical Informatics, Radionics and Radio Genomics, Research and Practical Clinical Center for Diagnostics and Telemedicine Technologies of the Moscow Health Care Department, Moscow, Russian Federation
ORCID:
Алиханов Алихан Амруллахович – д.м.н., профессор, врач-рентгенолог, заведующий отделением лучевой диагностики Российской детской клинической больницы – филиал ФГАОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н. И. Пирогова» Министерства здравоохранения Российской Федерации, г. Москва, Российская Федерация
ORCID:
Alikhan A. Alikhanov – Dr. Sci. (Medicine), MD, Professor, radiologist, Head of the Radiology Department, Russian Children's Clinical Hospital, Branch of the N. I. Pirogov Russian National Research Medical University, the Russian Federation Ministry of Health, Moscow, Russian Federation
ORCID:
Ерижоков Рустам Арсеньевич – руководитель отдела стандартизации и контроля качества ГБУЗ «Научно-практический клинический центр диагностики и телемедицинских технологий» Департамента здравоохранения города Москвы, г. Москва, Российская Федерация
ORCID:
Rustam А. Erizhokov – Head of the Standardization and Quality Control Department, Research and Practical Clinical Center for Diagnostics and Telemedicine Technologies of the Moscow Health Care Department, Moscow, Russian Federation
ORCID:
Омелянская Ольга Васильевна – руководитель по управлению подразделениями Дирекции наука ГБУЗ «Научно-практический клинический центр диагностики и телемедицинских технологий» Департамента здравоохранения города Москвы, г. Москва, Российская Федерация
ORCID:
Olga V. Omelyanskaya – Head of Department Management of the Science Directorate, Research and Practical Clinical Center for Diagnostics and Telemedicine Technologies of the Moscow Health Care Department, Moscow, Russian Federation
ORCID:
Металлоконструкции в области КТ‑сканирования искажают рентгеновскую плотность (РП), создавая артефакты. Эндопротезы тазобедренного сустава (ТБС) ухудшают визуализацию структур малого таза, что затрудняет качественную и количественную оценку распространенности онкологического процесса. Металлоконструкции вызывают трудности при планировании лучевой терапии. Корректировать эти искажения возможно программными методами, при этом РП (в единицах Хаунсфилда, HU) приближается к истинным.
Цель исследования. Провести визуальную (качественную) и количественную оценку артефактов от металла на КТ‑изображениях при применении программных методов их подавления.
Материалы и методы. Для количественной оценки использовался фантом: цилиндр из оргстекла с эндопротезом ТБС в центре и пробирками с раствором гидроортофосфата калия вокруг него. Исследование проводилось на компьютерном томографе с разными алгоритмами реконструкции (FBP, iDose, iMR) и технологией O‑MAR для подавления артефактов от металла. Измерялись средние значения и среднеквадратичное отклонение (СКО) HU, степень подверженности артефактам. Качество изображения визуально оценивалось по пятибалльной шкале Ликерт.
Результаты. Применение алгоритма O‑MAR не изменяет HU при отсутствии эндопротеза. Отклонение РП от заданных значений на уровне шейки эндопротеза снизилось с 32–36 HU без O‑MAR до ‑1,5 – ‑4,7 HU с O‑MAR. Минимальный шум наблюдался для iMR с O‑MAR на уровне шейки (31,6 HU) и ножки (6,2 HU) эндопротеза, максимальный – для FBP без O‑MAR (77,0 и 33,2 HU соответственно). Качественная оценка была наилучшей для iMR с O‑MAR (3 балла), наихудшей для FBP без O‑MAR (1,4 балла). Показано, что O‑MAR формирует дополнительные артефакты вблизи эндопротеза, что согласуется с данными других источников.
Заключение. Фантомные исследования показали, в случае отсутствия металла данные КТ‑сканирования не подвергаются изменениям при использовании алгоритмов подавления артефактов от металла. При наличии металлоконструкций алгоритмы снижают отклонения HU и улучшают визуализацию, однако могут формировать дополнительные артефакты, поэтому необходимо комбинировать их с реконструкцией без подавления артефактов. Для снижения уровня шума, а также повышения контрастной чувствительности эффективно применение технологии итеративной модельной реконструкции. Данные результаты актуальны для корректной оценки опухолей и их динамики на фоне проводимой терапии, а также при проведении дистанционной лучевой терапии.
X‑ray density of biological tissues is an important diagnostic parameter. Metal structures in the CT scanning area distort it, creating artifacts. Thus, hip joint endoprostheses (HJE) often complicate visualization of nearby soft tissue structures of the pelvic organs, which can interfere with the qualitative and quantitative analysis of changes when assessing the prevalence of the oncological process in this area. It is possible to correct these distortions using software methods, bringing the Hounsfield units (HU) values closer to the true ones.
Purpose of the study. To conduct a visual (qualitative) and quantitative assessment of metal artifacts in CT images using software methods for their reduction.
Materials and methods. A phantom was used for quantitative assessment: a plexiglass cylinder with a HJE in the center and test tubes with potassium hydrophosphate solution around it. The study was performed on a CT scanner with (FBP, iDose, iMR) reconstruction algorithms and O‑MAR technology for artifact suppression. The mean values and standard deviation of HU, the degree of susceptibility to artifacts were measured. Image quality was visually assessed using a five‑point Likert scale.
Results. The use of the O‑MAR algorithm does not distort HU in the absence of an HJE and smoothens the HU distribution in its presence. Deviation from the specified values at the level of the HJE neck decreased from 32–36 HU without O‑MAR to ‑1.5 – ‑4.7 HU with O‑MAR. The minimum noise was observed for iMR with O‑MAR at the level of the neck (31.6 HU) and stem (6.2 HU) of the HJE, the maximum – for FBP without O‑MAR (77.0 and 33.2 HU, respectively). The quality assessment was best for iMR with O‑MAR (3 points), the worst for FBP without O‑MAR (1.4 points). It was also shown that O‑MAR forms additional artifacts near the HJE.
Conclusion. Metal artifact reduction algorithms do not distort the X‑ray density without an artifact source. In the presence of metal structures, the algorithms reduce HU deviations and improve visualization, but they can form additional artifacts in the form of areas of increased and decreased density, so it is necessary to combine them with reconstruction without artifact reduction. To reduce the noise level, as well as to increase the contrast sensitivity, the use of model iterative reconstruction technology is optimal.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.