醫(yī)用CT 機圖像偽影消除技術(shù)研究

王文偉

（南京凱影醫(yī)療科技有限公司，江蘇 南京 210000）

0 引言

在臨床檢查中，醫(yī)用CT 機的使用范圍非常廣泛，很多疾病的診斷和治療都離不開醫(yī)用CT 機，然而當前醫(yī)用CT 及圖像偽影的發(fā)生率居高不下。應用CT 機圖像偽影會使圖像質(zhì)量降低，影響影像醫(yī)生的判斷，造成病變檢出率降低。有很多因素都可能造成醫(yī)用CT機圖像偽影，例如掃描區(qū)域內(nèi)有異物、患者閉氣不均勻、軟件和硬件故障等。根據(jù)偽影產(chǎn)生的原因，應該采取相應的消除措施，保障CT 圖像的質(zhì)量，為疾病的診斷和治療提供依據(jù)[1-3]。

1 醫(yī)用CT 機的圖像來源

在每一次的掃描中醫(yī)用 CT 機都可以得到一個方程，經(jīng)過多次掃描形成一個聯(lián)立方程，再運用反投影法或傅里葉轉(zhuǎn)換法來解出這一方程，這樣就可以將個體素的x 射線衰減系數(shù)和吸收系數(shù)得出來，從而得到數(shù)字矩陣。通過轉(zhuǎn)換器對數(shù)字矩陣進行處理，將其排列成CT 圖像[4]。

醫(yī)用CT 機產(chǎn)生的X 射線是通過機器高壓發(fā)生器和球管共同產(chǎn)生的，再經(jīng)過準值器、補償器、濾線器、掃描野控制器的處理，形成了扇形射線。扇形射線經(jīng)過掃描野，會被該區(qū)域內(nèi)的物體吸收并發(fā)生衰減，最后再被探測器吸收。探測器接收到的扇形射線數(shù)能夠反映出物體的信息。

2 醫(yī)用CT 機圖像偽影的成因及消除技術(shù)

可以將應用CT 機圖像偽影成因分為患者原因、硬件原因、物理原因，臨床技師應該根據(jù)偽影產(chǎn)生的原因，采取合適的技術(shù)對其進行處理[5-8]。

2.1 患者原因造成的醫(yī)用CT 機圖像偽影的消除技術(shù)

一些患者在接受CT 檢查時沒有保持靜止，導致醫(yī)用CT 機出現(xiàn)患者運動偽影。還有一些患者可能夾帶一些金屬，例如飾品、手術(shù)植入的金屬體和假牙，可能會出現(xiàn)黑色帶狀偽影。在檢查之前，臨床技師應該對患者進行提醒，摘除金屬飾品，盡量不要運動。例如在食道和喉部CT 檢查之前告知患者不要做吞咽運動，做腹部或肺部CT 檢查之前告知患者盡量不要呼吸。還有一些亮暗交錯的偽影是人體組織的運動造成的，例如心臟的跳動、器官的蠕動等，這是患者不能自控的。通過提高設備時間分辨率的方法可以有效的消除患者不自控運動的偽影。此外如患者掃描時體位定位不當，可能會造成重建層后設置和掃描螺距出現(xiàn)問題，在檢查前要提醒患者保持正確的體位定位?？梢詫Υ拔缓痛皩掃M行適當?shù)恼{(diào)整，盡量減少患者人為因素對圖像質(zhì)量造成的影響。

2.2 設備原因造成的醫(yī)用CT 機圖像偽影的消除技術(shù)

2.2.1 射線源造成的醫(yī)用CT 機偽影的消除技術(shù)

醫(yī)用CT 機的機器高壓發(fā)生器會產(chǎn)生燈絲電壓和高壓，球管對其進行轉(zhuǎn)化從而產(chǎn)生X 射線，因此球管是用CT 機的射線源。如出現(xiàn)如圖1 的噪聲偽影，則要考慮球管故障。圖1 中的偽影呈水波紋樣，可能是由于球管靶面損壞造成的。如供電電源損壞，則可能出現(xiàn)全范圍內(nèi)的對稱性偽影。如出現(xiàn)此類偽影，臨床技師應該及時查看球管靶面或供電電源是否損壞，并及時進行更換[9]。

2.2.2 光路故障造成的醫(yī)用CT 機偽影的消除技術(shù)

射線與探測器之間的補償器的主要作用是提高CT圖像的質(zhì)量，如這些補償器出現(xiàn)損壞也會產(chǎn)生偽影，檢修時要對這部分偽影進行分辨。如出現(xiàn)圖2 偽影，則要考慮補償器故障，可能是長時間使用造成的補償器斷裂或者補償器位置不正確，應及時對補償器進行檢查。醫(yī)用CT 機的補償器包括濾線器、準直器和束光器。如果出現(xiàn)CT 值、形態(tài)和位置固定的偽影，則要考慮是否是由于光路受到物體遮擋造成的。如果掃頭掃體出現(xiàn)時有時無的故障，還應該檢查電纜和油管是否松動或脫落。

2.2.3 探測器故障造成的醫(yī)用CT 機偽影的消除技術(shù)

一般使用固態(tài)探測器的應用CT 機很容易出現(xiàn)該類故障，可以通過診斷軟件來查找該類故障，并對故障探測器進行更換。如果診斷軟件未能對故障進行有效定位，為了查找故障具體位置可以使用改變角度的定位片。

2.2.4 探測器余暉效應造成的醫(yī)用CT 機偽影及消除技術(shù)

醫(yī)用CT 機單次采集的時間是由探測器余暉時間決定的，在余暉時間越短的情況下計算機單位時間內(nèi)就可以采集到越多的數(shù)據(jù)，設置成越大的允許機架旋轉(zhuǎn)速度，設備就會擁有越高的高對比度分辨率。CsJ探測器具有長達3ms 的余暉時間，由于其具有最長的余暉時間，所以在單位時間內(nèi)采集到的數(shù)據(jù)量也是最少的，而且在圖像質(zhì)量方面也比較差，無法充分的滿足當前的需求，最終被淘汰。可以采用余暉時間更短的UFC 超高速稀土陶瓷探測器，提高圖像的質(zhì)量，減少由于探測器余暉造成的偽影。

2.3 硬件原因造成的醫(yī)用CT 機偽影消除技術(shù)

2.3.1 射線硬化造成的醫(yī)用CT 機偽影消除技術(shù)

由于當前醫(yī)用CT 機使用的基本上是全能譜x 射線，這也使CT 成像本身具有固有的限度，射線硬化效應造成的偽影是難以根本去除的，一般只能想辦法減輕其對圖像的影響。

從球管發(fā)出的X 射線會經(jīng)過前固定準值器，前固定準值器的主要作用是使x 線束保持正常的寬度。X射線管探測器會影響層厚靈敏度剖面線。被檢體的厚度是由準直器孔徑?jīng)Q定的，準直器孔徑的切換決定了被檢體的圖像層厚，探測器只會接收與其方向垂直的射線，避免其他方向的射線干擾探測器。為了對X 射線進行有效的利用，前準直器的寬度略窄于探測器孔徑的寬度。作為一種輻射衰減物質(zhì)，準直器能夠?qū)Ψ派渚€的角度進行限制，避免其他部分射線進入探測器，從而達到空間定位的目的。濾線柵也是球管與探測器之間的一個重要裝置，能夠?qū)⒛芰枯^低的散射率除掉，從而減少偽影出現(xiàn)的概率，前轉(zhuǎn)制器和后轉(zhuǎn)制器能夠過濾掉88%的散射線?；诖?，對于射線硬化效應造成的偽影，可以安裝后準值器、前準直器或者濾線柵，都能夠起到較好的效果。

用軟件方法也可以消除射線硬化造成的偽影。射線硬化造成的偽影中，邊緣值的CT 值高于中心的CT值，這主要是因為通過中間的射線在距離和層面都高于通過邊緣的射線。正是由于射線能級的變化才導致了整個圖像的不均勻。通過軟件對各部分的CT 值進行測量和校正，使邊緣和中心具有相同的CT 值，達到消除偽影的目的[10]。

2.3.2 部分容積偽影的消除技術(shù)

臨床技師可以通過薄層掃描的方式消除部分容積效應偽影，但是這種情況下，圖像噪聲也比較大，低對比度分辨率會受到一定的影響，因此層厚不應太薄，以2mm 為宜，能夠得到比較清晰的圖像。

3 結(jié)語

作為臨床技師，要了解醫(yī)用CT 機圖像出現(xiàn)偽影的常見原因以及相應的消除技術(shù)，掌握圖像后處理和掃描參數(shù)設置等方面的基本操作技術(shù)，在減少患者所受輻射的同時，盡量提高CT 圖像的質(zhì)量，根據(jù)患者病變部位的不同使用正確的后處理技術(shù)。在掃描之前要與患者進行有效的溝通，兒科、血管科、常規(guī)胸部CT 的旋轉(zhuǎn)時間較短，為了避免運動為隱可以適當縮短掃描時間，盡量提高對比效果。在腰椎或大腦的CT檢查中則可以通過投照采樣和增加劑量的方式來提升圖像質(zhì)量。