基于設(shè)備革新背景下CT圖像偽影的形成及維護管理

盧彬清

基于設(shè)備革新背景下CT圖像偽影的形成及維護管理

盧彬清

（廣州中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院，廣東 廣州 510000）

在醫(yī)療器械的創(chuàng)新改革中，多層螺旋CT（mulislice CT，MSCT）或多排螺旋CT引領(lǐng)了現(xiàn)代影像技術(shù)前沿水平，更是CT科技領(lǐng)域又一次技術(shù)創(chuàng)新革命。以該型CT機設(shè)備革新為切入點，介紹CT檢查中常見偽影的形成原因及維護管理措施，從設(shè)備結(jié)構(gòu)原理出發(fā)，對偽影的類型和來源進行了分析，并通過識別偽影的特點類別，對故障設(shè)備開展有效維護。

CT機技術(shù)創(chuàng)新：設(shè)備結(jié)構(gòu)：設(shè)備原理；圖像偽影

20世紀(jì)90年代初，隨著螺旋CT（spiral computed tonography，SCT）替代普通的CT，現(xiàn)代醫(yī)學(xué)成像技術(shù)達到嶄新的高度。與傳統(tǒng)的CT設(shè)備比較，SCT掃描不僅掃描速度大幅度加快，而且容積圖像獲取的時間明顯縮短，更改善了3D成像效果，促進CT技術(shù)臨床診斷不斷成熟。多排螺旋CT設(shè)備在排查全身多種疾病方面具備更高的臨床應(yīng)用 價值。

1 新型CT設(shè)備組成及成像原理

1.1 設(shè)備結(jié)構(gòu)

CT設(shè)備的基本硬件主要由三部分構(gòu)成：計算機系統(tǒng)、掃描機架和外圍設(shè)備。由陣列計算機和主控計算機兩部分構(gòu)成的計算機系統(tǒng)具有兩大功能，即控制對患者檢查的流程和重建圖像；掃描機架的結(jié)構(gòu)包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、內(nèi)置X射線球管、準(zhǔn)直器、探測器和高壓發(fā)生器等；外圍設(shè)備有顯示裝置、操作臺、檢查床、存儲裝置等。

1.2 成像原理

實現(xiàn)CT成像原理要經(jīng)過三個階段：產(chǎn)生窄扇形X射線束、對X射線衰減的穿透、采集處理X射線信息。一定能量的X射線通過X射線球管進行輸出，一定能量范圍的X射線，衰減的任務(wù)是由X射線束掃描目標(biāo)斷層組織完成，X射線信息通過探測器進行接收，將其轉(zhuǎn)換為電信號，利用A/D轉(zhuǎn)換傳輸?shù)接嬎銠C，處理信息后獲取信息，經(jīng)處理計算后獲取每個體素在斷層中的X射線衰減系數(shù)，將其傳輸?shù)絻Υ嫦到y(tǒng)的時候必須利用數(shù)字矩陣格式，借助灰階轉(zhuǎn)換成為像素，最終顯示CT圖像。

2 技術(shù)革新下常見偽影來源分析及維修方法

2.1 基于設(shè)備因素的偽影

偽影的類型有四種：①狀偽影，表現(xiàn)為輻射狀細條紋在骨的邊緣產(chǎn)生，其根源是模/數(shù)轉(zhuǎn)換器故障造成的；②環(huán)狀偽影，基于探測器漂移、光譜變化造成的探測器至中央計算機信號傳遞故障，該偽影尤其在頭部掃描時候容易出現(xiàn)； ③甲皮層灰質(zhì)偽影，在頭部CT中因為因偏角輻射產(chǎn)生的骨腦交界白霧狀影像；④指紋狀偽影，該偽影不常見，主要是由球管老化造成的[1]。

該類型偽影的維護方法：加強機器設(shè)備的日常保養(yǎng)工作，對CT設(shè)備進行定期檢修維護，及時更換已經(jīng)老化的零件，確保機器運轉(zhuǎn)順暢。另外，每天開機工作前必須進行空氣矯正。

2.2 基于客積效應(yīng)的偽影

在臨床診斷過程中，因為存在部分容積效應(yīng)，雖然可以顯示小于層面厚度的病變，但該病變組織的CT值并不能通過所測CT值真實反映出來。如果病變組織范圍超過周圍組織，并且其厚度低于層厚CT值時，會比實際值小。如果病變組織范圍比周圍組織范圍大，并且厚度不超過層度CT值時，會比實際值大。用CT設(shè)備進行掃描時，層厚越薄，圖像矩就會越大。體素越小，產(chǎn)生的容積效應(yīng)就越大。

維護方法：必須預(yù)防部分容積效應(yīng)對操作的干擾，可以在設(shè)備掃描時最大限度地縮小圖像像素或者利用薄層掃描的方式，實現(xiàn)影像的最好效果。

2.3 運動導(dǎo)致的偽影

胸部掃描過程中的呼吸可以形成偽影，重癥病人因為意識不清可以產(chǎn)生偽影，小孩子因為不配合掃描會影響圖像質(zhì)量，人體臟器大動脈的搏動、胃腸的蠕動都能形成運動偽影。

維護方法：為了有效制動，可以根據(jù)情況適當(dāng)使用鎮(zhèn)靜劑藥物，適用對象包括低齡兒童、昏迷病人以及急外傷病人；在進行腹部CT掃描前最好訓(xùn)練病人的呼吸運動。

2.4 高對比形成的偽影

這類偽影表現(xiàn)為放射條狀偽影，通常是屬人體附帶異物所致，如避孕環(huán)、假牙、鋼板、術(shù)后銀夾等。

維護方法：掃描前要仔細檢查，應(yīng)盡量去除人體的金屬異物。

2.5 操作程序不規(guī)范導(dǎo)致的偽影

位置不準(zhǔn)確：操作人員沒有把掃描的位置置于掃描視野中間，形成掃描視野范圍外的偽影。

參數(shù)不當(dāng)：掃描時間不夠，造成光子數(shù)量不足，降低了信噪比，導(dǎo)致圖像質(zhì)量不佳。

重建方法欠妥：由不適合的重建范圍、不正確的算法造成，通常表現(xiàn)在掃描骨關(guān)節(jié)后的處理環(huán)節(jié)[2]。

維護方法：必須保證上機操作人員的專業(yè)技能符合要求，具備工作中的良好的醫(yī)德醫(yī)風(fēng)，養(yǎng)成較強的責(zé)任意識，規(guī)范操作流程。

3 新技術(shù)背景下偽影故障維修案例分析

3.1 案例一

3.1.1 故障描述

檢查過程中，不明顯環(huán)狀的偽影在MSCT圖像中出現(xiàn)，而重新開機后又消失且可以正常使用，但半個月后再掃描時，CT定位像中顯現(xiàn)直線狀偽影，而環(huán)狀偽影又明顯出現(xiàn)在斷層圖像中。

3.1.2 故障分析

如果偽影同時出現(xiàn)在定位像與斷層圖像中，并且在不同檢查結(jié)果中該現(xiàn)象比較穩(wěn)定，其原因有可能是特定區(qū)域內(nèi)X射線或影像信息缺失。

需要排查的項目包括信息傳輸過程、信息采集過程、球管輸出X射線的空間分布等[3]。

3.1.3 故障處理

進行該故障的排查要本著由易到難的思路，對X射線影像信息采集和傳輸通道進行深入的故障排查，如圖1所示。

通過對數(shù)據(jù)傳輸程序的測試、對計算機控制系統(tǒng)以及DAS系統(tǒng)的檢查，沒有發(fā)現(xiàn)異常影像，可以排除該部分可能發(fā)生的問題。最后對模數(shù)轉(zhuǎn)換板和探測器通道板性能進行檢查，對原始數(shù)據(jù)通道值進行校對卻發(fā)現(xiàn)問題：122通道與其他通道進行交換的異?，F(xiàn)象，由此重新采集水模數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)了偽影位置的變化，初步判斷通道或者前端電路發(fā)生故障，檢查通道板接口并進行替換，結(jié)果顯示環(huán)狀偽影消失。重啟機器后例行空氣校準(zhǔn)和水模校準(zhǔn)，圖像完全正常、無偽影存在，證明故障已經(jīng)排除。

圖1 X射線影像信息采集及傳輸通道故障排查圖

3.2 案例二

3.2.1 故障描述

在MSCT掃描中，間歇性的射線偽影出現(xiàn)在某層橫斷面圖像中，且呈現(xiàn)不規(guī)則的偽影形狀。

3.2.2 故障分析

按照故障現(xiàn)象出現(xiàn)形狀和次數(shù)，需要對X射線球管的性能和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的穩(wěn)定性進行分析，并調(diào)取和研究原始數(shù)據(jù)，初步排查故障。

3.2.3 故障處理

首先核對偽影圖像的原始數(shù)據(jù)（raw data），進入服務(wù)菜單對圖像掃描分析選項進行選擇，得到原始數(shù)據(jù)的分析結(jié)果[4]，呈現(xiàn)區(qū)域異常的提醒，然后進一步檢測X射線球管性能。利用掃描分析模式對偽影圖像對應(yīng)的管電壓波形進行檢查，異常值表明點火球管，旋轉(zhuǎn)CT機架球管至180°，在球管窗口觀察氣泡，用加油排氣法處理氣泡故障，進一步測試準(zhǔn)直器和濾波器等方法是可行的，經(jīng)確認(rèn)后安裝就位。重新進行空氣校準(zhǔn)和水校準(zhǔn)，然后檢查病人，圖像完全正常，故障已經(jīng)排除。

4 結(jié)論

綜上所述，在設(shè)備和技術(shù)雙創(chuàng)新的背景下，對CT偽影問題的發(fā)現(xiàn)排查也必須有嶄新的思路。但由于形成CT圖像偽影因素各不相同，對這樣故障的維修必須先認(rèn)真分析偽影形狀的大小和密度情況，及時有效地對故障進行消除。在對偽影故障進行有效維修的同時，技術(shù)人員還要掌握偽影形成的原因，利用CT成像理論以及偽影相關(guān)知識進行全面理解，可以降低錯誤判斷設(shè)備故障的概率。

［1］王虎.CT圖像偽影的分析與探討［J］.醫(yī)用放射技術(shù)雜志，2003（5）：11-12.

［2］李建國，劉海，荀魯川.多排螺旋CT常見偽影的形成機制及維修［J］.中國醫(yī)學(xué)裝備，2020，17（10）：219-221.

［3］胡潔，王浩文，齊宏亮.CT系統(tǒng)探測器中心區(qū)域損壞對成像影響的校正［J］.醫(yī)療裝備，2020，33（3）：19-21.

［4］杜浩然.64排螺旋CT偽影故障實例與維修技術(shù)要點［J］.醫(yī)療裝備，2019，32（17）：115.

R197.39

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2021.08.048

2095－6835（2021）08－0123－02

盧彬清（1990—），男，廣東云浮人，本科，畢業(yè)于廣東醫(yī)學(xué)院，生物醫(yī)學(xué)工程助理工程師，從事醫(yī)療設(shè)備維護維修及管理等工作。

〔編輯：嚴(yán)麗琴〕