郭剛

湘潭市中心醫(yī)院 設(shè)備科，湖南 湘潭 411100

CT偽影故障的分析及處理

郭剛

湘潭市中心醫(yī)院 設(shè)備科，湖南 湘潭 411100

本文介紹了由CT機(jī)器原因產(chǎn)生圖像偽影的分析以及相應(yīng)的處理方法，旨在幫助影像醫(yī)技人員及工程技術(shù)人員在臨床使用中，對(duì)CT偽影有進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。并采取正確措施矯正或減少圖像偽影的產(chǎn)生。

CT；圖像；偽影

0 前言

在CT機(jī)使用中，偽影故障發(fā)生率較高。CT偽影降低了圖像質(zhì)量，給影像醫(yī)生帶來了不必要的麻煩，甚至?xí)斐烧`診。產(chǎn)生CT偽影的原因有很多，除了成像技術(shù)及機(jī)器本身有關(guān)偽影外，環(huán)境、人為因素也影響著CT圖像質(zhì)量。外界因素,如患者移動(dòng),閉氣不夠均勻,攜帶金屬高密物等,掃描域或床上異物等也可導(dǎo)致CT圖像各種偽影。與機(jī)器自身因素有關(guān)的偽影，從射線源頭到最終的顯示，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都會(huì)造成偽影，由于產(chǎn)生偽影的原因不同會(huì)造成不同類型的偽影，根據(jù)其偽影的不同情況可以分析出故障發(fā)生的部位，從而快速解決故障。下面我們以PHILIPS ULTRAZ這款機(jī)型為例，結(jié)合一些實(shí)際例子來分析一下數(shù)據(jù)從采集到重建的整個(gè)過程中產(chǎn)生偽影的可能。該機(jī)圖像采集到重建的框圖，見圖1。

圖1 圖像采集到重建的框圖

從機(jī)器高壓發(fā)生器產(chǎn)生正確的高壓和燈絲電壓加到球管上用以產(chǎn)生X射線，經(jīng)掃描野控制器，濾線器，補(bǔ)償器，準(zhǔn)直器之后，發(fā)出的正確的層厚的扇形射線，經(jīng)過掃描野內(nèi)物體吸收衰減后被探測器接收。因此，被接收的扇形射線束包含了掃描野內(nèi)物體的信息，在探測器上接受的光信號(hào)與射線量成比例，經(jīng)光電轉(zhuǎn)換，形成模擬信號(hào)，再在通道板上完成A/D轉(zhuǎn)換，送出數(shù)字信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，形成探測器源數(shù)據(jù)。當(dāng)然，時(shí)序控制、通道控制、床的同步控制、掃描條件和參數(shù)控制必不可少。而對(duì)于螺旋掃描，插補(bǔ)功能將螺旋形成的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成普通的軸掃數(shù)據(jù)。而探測器源數(shù)據(jù)的形成相對(duì)比較復(fù)雜，將計(jì)數(shù)字序列和時(shí)間字序列的積分周期內(nèi)當(dāng)前時(shí)刻的每個(gè)探測器上的射線總量和減去前一時(shí)刻的射線總量求差，形成delta數(shù)據(jù)、偏置校準(zhǔn)、射線量對(duì)數(shù)求和運(yùn)算、相鄰探測器平均運(yùn)算計(jì)算之后形成了源數(shù)據(jù)，再經(jīng)過數(shù)據(jù)傳輸?shù)街亟ㄏ到y(tǒng)將其轉(zhuǎn)換為每個(gè)探測器的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，并對(duì)其經(jīng)行壓縮空氣計(jì)算、頻譜計(jì)算、插補(bǔ)計(jì)算、反投影計(jì)算之后，對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和顯示，形成了可用于診斷的CT影像。

1 偽影的來源

1.1 射線源形成的偽影

與X線球管相關(guān)的偽影，即噪聲偽影，見圖2。噪聲偽影多由于球管靶面上已經(jīng)被燒壞，造成射線產(chǎn)生不均勻，所以形成水波紋樣偽影，有時(shí)給探測器供電的電源損壞紋波過大也會(huì)形成此類偽影，但相比這幅圖而言會(huì)更均勻，中心不會(huì)和周圍有明顯的區(qū)別，其原因顯而易見，靶面上是某處燒結(jié)損壞，而電源則是全范圍的更具有對(duì)稱性。對(duì)于這種球管靶面損壞造成的偽影，最佳解決方法是替換球管。

圖2 噪聲偽影圖

1.2 束光器、準(zhǔn)直器、濾線器等光路上故障形成的偽影

為了提高圖像質(zhì)量，在射線到探測器之間設(shè)計(jì)有束光器、準(zhǔn)直器、濾線器等，統(tǒng)稱為補(bǔ)償器。如果因?yàn)槠湮恢貌徽_，或者因?yàn)檠a(bǔ)償器長期受照射導(dǎo)致受損斷裂，都會(huì)給圖像帶來偽影，偽影圖，見圖3。有時(shí)候機(jī)器內(nèi)油管，電纜因?yàn)樗蓜?dòng)而落入掃描野也會(huì)形成偽影，甚至還會(huì)因?yàn)槁淙敕秶煌鴮?dǎo)致掃頭掃體有的又有的沒有，這類故障，因其為實(shí)際物體遮擋了光路或缺少遮擋而形成的偽影多數(shù)位置固定，形態(tài)固定，CT值固定，使得判斷相對(duì)容易。其在探測器源數(shù)據(jù)上因影響了整個(gè)探測器，所以會(huì)在等時(shí)線上發(fā)現(xiàn)蛛絲馬跡，在機(jī)械位置上有所改變 或物理形態(tài)上有所改變，都比較容易用肉眼觀察到變化，易于解決。

圖3 補(bǔ)償器故障形成的偽影

1.3 探測器形成的偽影

這類故障對(duì)于固態(tài)探測器來說是比較多見的，判斷也非常容易，出現(xiàn)的位置也非常好判斷，并且有診斷軟件輔助解決，甚至軟件失效時(shí)也可以用改變角度的定位片來使偽影居中從而確定其具體位置，更換解決。探測器故障形成的偽影圖，見圖4。

1.4 通道板形成的偽影

該機(jī)的通道幾何位置，將機(jī)器探測器分為4個(gè)象限，對(duì)其進(jìn)行并聯(lián)分時(shí)導(dǎo)通以減少通道板的數(shù)量，因?yàn)閾p壞的是通道，所以表現(xiàn)得像4個(gè)互相垂直方向形成的偽影，可觀察到有網(wǎng)格、布紋樣偽影，見圖5。用診斷軟件可以精確定位。如果軟件失效，直接逐個(gè)更換即可。有時(shí)更換無效時(shí)，多考慮連線問題。同樣是通道問題，有時(shí)會(huì)是探測器母板損壞，這將造成大面積探測器不能工作，因其并聯(lián)，所以共用的電源會(huì)發(fā)生問題，會(huì)使更多的探測器不能正常工作，因空間狹窄，測量和更換都比較不方便，可從電源測量入手，用逐個(gè)拔插供電的方式定位更換。

圖4 探測器故障形成的偽影

圖5 通道板故障形成的偽影

1.5 數(shù)據(jù)預(yù)處理板形成的偽影

因板子比較多，損壞的部位不同，也會(huì)形成不同的偽影，但更多是因?yàn)閽呙柽^程有問題，無法掃描，機(jī)器提供的診斷軟件一般能比較好地定位這類故障。

1.6 數(shù)據(jù)線形成的偽影

數(shù)據(jù)線因鼠咬、腐蝕、踩踏、受拉伸等原因造成屏蔽不良、或某根線損壞、或接口接觸不良等損壞后，形成的偽影千奇百怪。用診斷軟件診斷時(shí)可能會(huì)報(bào)出各種錯(cuò)誤，有時(shí)候甚至報(bào)不出錯(cuò)誤，在源數(shù)據(jù)上觀察，也會(huì)有這樣那樣的現(xiàn)象，沒有確定的規(guī)律，屬于比較難于定位和易于與圖像預(yù)處理系統(tǒng)形成的故障相混淆的情況，是維修中比較難于診斷的一類辦法，比較快速有效的方法就是在遇上此類怪異圖像故障時(shí)先用一根備用的數(shù)據(jù)線代替判斷，以此排除線的干擾。

1.7 重建系統(tǒng)形成的偽影

多發(fā)生在AP、BP板上，形態(tài)上比較明確，同時(shí)伴隨著CT值的大幅改變，比較容易判斷。在實(shí)際工作當(dāng)中,發(fā)現(xiàn)由AP板引起的偽影多為同心圓，見圖6。而BP板引起的偽影一般為CT值偏移,圖像對(duì)比失調(diào)。圖像重建工作流程大致為采集數(shù)據(jù)—磁盤—內(nèi)存—重建(AP、BP、CPU)—內(nèi)存—磁盤—顯示,計(jì)算機(jī)系統(tǒng)本身工作正常，重點(diǎn)在AP、BP，利用測試程序?qū)P、BP板自檢，對(duì)故障板進(jìn)行更換和維修。

2 小結(jié)

圖6 重建系統(tǒng)故障形成的偽影

形成偽影的原因很多，當(dāng)操作人員發(fā)現(xiàn)掃描出現(xiàn)偽影時(shí)，注意觀察偽影的出現(xiàn)與時(shí)間是否有關(guān)系，是恒定的，還是偶爾出現(xiàn)，是否僅在特定的區(qū)域出現(xiàn)，是人體掃描時(shí)出現(xiàn)還是人體和水模掃描時(shí)都出現(xiàn)等等，首先應(yīng)該判斷是機(jī)器自身因素還是外界因素。如果判斷為機(jī)器自身因素，再根據(jù)現(xiàn)象進(jìn)行分析，找出原因快速解決問題。各醫(yī)院臨床科室對(duì)CT的使用量很大，機(jī)器的老化、球管老化和機(jī)械磨損是偽影形成的重要原因，臨床工程師應(yīng)加強(qiáng)對(duì)CT進(jìn)行定期的維修保養(yǎng)，對(duì)保證圖像質(zhì)量有著重要意義。

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Analysis and Troubleshooting of CT Image Artifact

GUO Gang
Equipment Department, Xiangtan Central Hospital, Xiangtan Hunan 411100, China

TH774

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2012.06.049

1674-1633(2012)06-0132-03

2011-09-04

作者郵箱：guogang0909@yahoo.com.cn