CT影像伪影和原因

CT图像伪影第四军医大学西京医院医学影像工程学教研室CT图像伪影分析CT图像上的伪影是指在成像过程中产生的与被扫描组织结构无关的异常影像。这些异常影像降低了图像质量，甚至影响对病变的分析诊断。一、CT图像伪影来源CT图像的伪影按其来源主要分为硬件系统故障或误差和人为因素两类。分析和判断伪影的形成原因，认识伪影的各种特征，才能迅速排除问题，最大限度的减少因伪影而产生误诊的机会。（一）硬件系统1.机器故障伪影机器故障伪影是由于设备运行不稳定或某一元器件损坏所造成。如探测器之间的响应不一致，可造成环状伪影；投影数据测量转换误差，可导致直线状伪影；采样频率较低也可产生直线状伪影；射线硬化效应，则可产生宽条状伪影。依照CT的构成，机器故障伪影大致来自以下几个方面:1)Ｘ线扫描系统，包括高压部分、Ｘ线球管、滤线装置等。Ｘ线输出不稳定或是不能均匀排布都会引起数据的紊乱。2)数据采集及传输系统，包括探测器、通道放大板、A/D转换板、控制和传输系统等。3)数据重建系统,4)图像显示系统。2.机器故障伪影的形状机器故障所至伪影的形状各种各样，有非同心圆形和同心圆形(单同心圆和多同心圆)、直线形、栅格形(斜条纹状)、星状，还有不规则形，一般来说，根据伪影形状可大致区分为机器哪一个系统故障所致。如：单同心圆可能为通道板故障，多同心圆可能为AD控制板故障，满屏斜条或直线可能为高压系统故障，不规则形则可能为球管老化所致。CT机故障环形伪影（二）人为因素所致伪影1.运动伪影在扫描过程中，如果病人体位发生变化，可造成图像数据排列紊乱，重建图像结构模糊，无法分辨。运动伪影又分为自主运动伪影和生理性运动伪影。自主运动是指那些患者可以控制的运动，如呼吸运动、体位移动等。生理性运动是随机的，不能由患者自主控制，如心脏血管搏动、胃肠蠕动等。2.异物伪影主要为密度差别极大的物体如金属和人体组织一起扫描时所造成，伪影的特点是沿着高密度物体呈放射状排列。有时图像上不一定能直接看到目标异物，但只要仔细观察伪影的放射状排列方向，即能找到异物的来源。3.扫描条件不当造成的伪影CT检查时，选用的扫描参数不当，如扫描参数设定过低等，亦可产生伪影。二、伪影分析及对策（一）机器故障伪影处理对策根据伪影形状可大致判断故障发生的部位，有针对性的进行检查和排除。一般来说，对机器故障得分析采用逐步排除法，现归纳如下：1.排除显示系统故障调出故障前已经储存的图像，如存在伪影则可确定显示系统故障。2.排除数据重建系统故障调出已经储存的原始数据，利用图像重建系统进行重建，如仍然存在伪影，再使用相关诊断软件进一步仔细分析即可确定。3.排除数据收集和传输系统故障首先，在数据收集系统上向数据重建系统发送数据，如无异常则要排除数据收集系统(DSA)的故障，测量DSA的电源是否稳定和准确，否则可根据伪影形状从以下几个方面分析：①如伪影为单同心圆而定位像上亦有直线伪影,则要怀疑通道放大板，用伪影测试软件可大致判定相关的通道板，将此板与其他板更换位置后可确定故障;②如伪影为多同心圆状，且圆与圆之间有相同的间距，则应怀疑为AD控制板问题，用伪影测试软件可大致判断相关AD板，亦可采用更换位置的方法来确认;③如没有改变则为DSA控制板问题;④如怀疑探测器问题，可作试探性扫描，改变扫描条件后，伪影应该有相应变化;⑤如头部和体部扫描伪影不一样(使用同样的重建函数)，则应检查滤线装置。①、④、⑤条可通过作校准的办法进行协助确认，一般校准后，图像伪影会有改善，一段时间后，故障依然如故。4.排除Ｘ线系统故障①球管老化：一般为不规则形伪影，可用静态扫描的方法(无Ｘ线输出)进行排除，进行校准伪影亦会有改变；②高压故障：一般为直线形或栅格形伪影，是CT伪影中最难判断的，可能来自Ｘ线球管、高压电缆、电缆接头、高压发生器、高压控制电路、以及电源电压等故障，只能一个一个地检查和排除。5.射线束硬化伪影的对策射线束硬化使X线光子吸收不均衡，相应产生部分高信号。如果这种非线性衰减不作补偿，会产生条状或环状伪影。抑制的方法是在X线源与人体之间加装滤过装置，使X线能量分布均匀，射线束硬化效应得到补偿，从而消除伪影。技术人员在设置扫描计划时应尽可能避开骨性结构，减小硬化效应可能导致的伪影。6.部分容积效应产生的伪影及对策部分容积效应伪影的形状可因物体的不同而不一样，一般在重建后横断面图像上可见条形、环形或大片干扰的伪像。最常见和典型的现象是在头颅横断面时的颞部出现的条状伪影，又称哼氏伪影。该伪影现象可采用薄层扫描而减弱；在西门子系列的CT机中，用VAR扫描技术可抑制该伪影。7.周围间隙现象伪影及对策在同一扫描层面内，与层面垂直的两种相邻且密度不同的组织，其边缘部的CT值不能准确测得，因而在CT图像上，其交接处图像不能清楚分辨，这种现象即为周围间隙现象，此种现象的实质仍是一种部分容积效应。通过减薄扫描层厚，可减少此类伪影的发生。8.采样或测量系统误差伪影及对策在扇形束扫描方式中，两个物体或结构间的间距小于到达该物体的扫描束，无法由射线束分辨，可产生采样误差。采样误差可造成物体结构重叠模糊现象，消除方法是的方法是采用局部放大扫描或者根据不同部位采用合适的重建算法（高分辨率、标准、软组织）。9.扫描系统误差伪影及对策在扫描期间，系统本身对不同的测量数据，根据每天的校正测量数据会及时地作出修正。如超出该修正范围，可出现错误信号甚至无信号，导致图像中的环状伪影，该伪影的半径对应于探测器阵列中出现测量误差探测器的位置所在。系统误差的防止方法一般是每天开机或连续几小时不工作后，作系统校正测量及其定期地作系统维护。10.扫描野不一致性所致伪影及对策CT扫描时，在射线路径剖面图上，中心部分的路径要长于边缘部分。通常在成像过程中，图像处理计算机根据参考值对相应的射线硬化作校正补偿，使射线束均匀一致，如果参考值误差在水模测试中可出现环状模糊伪影。在均匀水模的中心及四周的CT值不一致，防止扫描野不一致性的措施是尽可能将病人置于扫描野范围内。（二）人为因素伪影处理对策1.运动伪影扫描开始前将扫描过程及要求向患者交代清楚，使之做到心中有数，有良好的心理准备，消除患者紧张心理，在扫描中做好屏气等配合，保持体位不动，即能克服自主运动伪影。对胃肠蠕动这类生理性运动伪影，克服的方法是肌注低张药物，如山莨菪碱等，降低胃肠张力、减轻肠痉挛和减少肠蠕动；对心脏血管搏动伪影可采用心电门控的方式予以克服。2.金属异物伪影金属异物产生的放射状伪影，严重时明显影响诊断。在扫描前应去除病人体外随带的金属物质，而病人体内无法去除的金属物质，如假牙或牙内填充物、假肢、各类金属支架等，可采用倾斜机架或扫描线的角度尽可能避开。目前也有研究采用某种算法抑制此类伪影。腹部常规扫描一般服温开水，尽量不要服含碘造影剂。三、CT伪影举例（一）机器故障伪影图有伪影的CT图像图有伪影的CT图像CT伪影图有伪影的CT图像图有伪影的CT图像图有伪影的CT图像图有伪影的CT图像图有伪影的CT图像（二）异物及运动伪影OSEMFBOSEMFBResultswiththeEMmethodDentalphantomFilteredbackprojectionFBwithlinearinterpolationEM-likedeblurringafter80iterationsWangG,SnyderDL,O'SullivanJA,VannierMW:Iterativedeblurringformetalartifactreduction.IEEETrans.onMed.Imag.15:657-664,1996阶梯状伪影谢谢！放映结束感谢各位批评指导！让我们共同进步