張磊

河南省南陽市中心醫(yī)院CT影像科，河南南陽473000

CT影像偽影產(chǎn)生原因及消除方法探討

張磊

河南省南陽市中心醫(yī)院CT影像科，河南南陽473000

隨著醫(yī)學(xué)技術(shù)的發(fā)展，CT成像技術(shù)越來越成熟，圖像越來越清晰，在臨床上得到了廣泛的肯定和應(yīng)用，為一些疑難疾病的確診提供資料支持，并參與疾病的診斷和治療。但在工作中，由于射線硬化效應(yīng)、容積效應(yīng)、金屬物的干擾、患者在檢查時(shí)移動(dòng)、掃描參數(shù)設(shè)置不當(dāng)、設(shè)備故障等原因，容易導(dǎo)致CT影像產(chǎn)生偽影，影響臨床診斷準(zhǔn)確性，甚至造成誤診。臨床可通過應(yīng)用檢查技巧、協(xié)助患者擺放體位、科學(xué)設(shè)置掃描參數(shù)、定期校對(duì)探測器和準(zhǔn)直器、后期計(jì)算機(jī)處理等方法來消除偽影的影響，以提升CT影像質(zhì)量，提高疾病檢出率，為臨床醫(yī)師對(duì)疾病的確診和治療提供可靠依據(jù)。

CT；偽影；影像質(zhì)量；消除方法

近年來，CT技術(shù)在臨床上的應(yīng)用越來越廣泛，不單單作為一項(xiàng)輔助檢查手段，而且在疾病診斷和治療中發(fā)揮著重要作用。清晰的影像能夠?yàn)榕R床醫(yī)生提供直觀、準(zhǔn)確的診斷信息，提高診斷準(zhǔn)確率，并且還能夠?yàn)槟[瘤分期、定性提供依據(jù)，為某些治療提供精確定位，大大提高治療效果。CT設(shè)備成像原理較復(fù)雜，硬件部件與軟件，任何一部分出現(xiàn)問題，均可影響影像質(zhì)量；偽影是影響CT影像質(zhì)量最常見的因素之一。偽影形式多種多樣，可表現(xiàn)為放射狀、直線狀、環(huán)形狀、不規(guī)則狀等，與病灶表現(xiàn)十分相似，如不加以鑒別，極易造成漏診或誤診，甚至導(dǎo)致醫(yī)療事故發(fā)生［1］。如何消除偽影，提高CT影像清晰度，是CT技術(shù)領(lǐng)域一直研究的熱點(diǎn)和目標(biāo)。雖然CT影像偽影不可避免，但仍可以通過一些拍攝技巧、后期處理等手段，盡可能避免或減少其發(fā)生率。該文將對(duì)CT影像偽影產(chǎn)生原因進(jìn)行總結(jié)分析，并提出一些消除偽影的方法與技術(shù)，為臨床工作提供借鑒。

1　CT影像偽影產(chǎn)生原因分析

1.1射線束硬化效應(yīng)

由于目前臨床上使用的CT設(shè)備均采用球管作為X射線源，其在工作時(shí)發(fā)射出能量范圍在40～140 KeV的多色譜射線，射線在照射人體組織時(shí)，產(chǎn)生光電效應(yīng)，能量較低的線束易被照射物質(zhì)所吸收導(dǎo)致衰減，造成放射線束硬化效應(yīng)，使偽影產(chǎn)生。射線與組織發(fā)生光電反應(yīng)的發(fā)生率與原子系數(shù)有關(guān)，原子系數(shù)越高，其與射線發(fā)生光電反應(yīng)機(jī)率越高［2］；若在同一掃描層上存在不同密度的組織或物體，射線會(huì)產(chǎn)生較多的衰減，比如CT射線束在同一掃描層中，組織與骨骼間會(huì)存在衰減差別，骨骼區(qū)衰減要明顯大于其他軟組織，造成偽影的產(chǎn)生。由于放射線束衰減路徑長短不同，其硬化程度也不相同；一般情況下，與掃描中心較近的射線，其硬化程度較輕。反之，與掃描中心距離較遠(yuǎn)的線束，其硬化程度較高。另外CT發(fā)射的X光子在轉(zhuǎn)化成γ光子時(shí)的衰減系數(shù)會(huì)產(chǎn)生較大誤差，導(dǎo)致校正過度而產(chǎn)生偽影。射線束硬化所產(chǎn)生的偽影主要有環(huán)形偽影、帶狀偽影等。由于射線距離掃描中心遠(yuǎn)近，重建后易產(chǎn)生環(huán)形偽影；在增強(qiáng)掃描時(shí)，高濃度血管周圍可產(chǎn)生帶狀偽影；在骨骼周圍，如頭骨掃描時(shí)，若出現(xiàn)線束硬化，可產(chǎn)生亨氏暗區(qū)。

1.2容積效應(yīng)產(chǎn)生的偽影

容積效應(yīng)指的是正常組織放射損傷與組織受照容積之間的相關(guān)性。在人體組織被掃描時(shí)，X射線穿透機(jī)體過程中，由于被不同密度的組織或骨骼等所衰減，同一掃描層中的不同密度組織使射線強(qiáng)度發(fā)生改變，導(dǎo)致設(shè)備探測器所接收到的檢測數(shù)據(jù)不能真實(shí)反映照射物質(zhì)，一半檢測數(shù)據(jù)是高密度CT值，另一半則是低密度CT值，這些數(shù)據(jù)再被由探測器傳輸?shù)较到y(tǒng)的過程中發(fā)生位置變化，使高密度組織中的低密度病灶CT值升高，低密度組織中的高密度病灶CT值變低，導(dǎo)致來自探測器的檢測數(shù)據(jù)只能反映被照射區(qū)域的平均值，不能精確到具體細(xì)小部位，使最終CT影像產(chǎn)生偽影［3］。因?yàn)槿莘e效應(yīng)所產(chǎn)生的CT偽影，多為寬帶狀偽影、環(huán)狀偽影或明暗區(qū)，具體形態(tài)主要取決于掃描平面與掃描對(duì)比Z軸的相對(duì)位置。

1.3金屬偽影

CT發(fā)射的X射線掃描照射時(shí)，遇到不同密度的組織或物體時(shí)，會(huì)發(fā)生衰退，線束硬化，導(dǎo)致相應(yīng)的CT投影數(shù)據(jù)失真，產(chǎn)生金屬偽影。因?yàn)椴煌芏?、不同尺寸的金屬物體，吸收X射線的能力不同；如高密度金屬能夠遮擋大部分X射線，進(jìn)而使探測器接收不到CT掃描信號(hào)；低密度的金屬物吸收一部分X射線，使探測器收集到的掃描信號(hào)減弱，CT數(shù)據(jù)不能準(zhǔn)確反映掃描物體，造成偽影的產(chǎn)生。如患者佩戴的項(xiàng)鏈、耳環(huán)、發(fā)卡、金屬義齒、衣服金屬紐扣、拉鏈等均可產(chǎn)生金屬偽影；另外，如果患者曾經(jīng)接受過人工關(guān)節(jié)置換，心臟起搏器置入，外科整形等治療，其置入物體在接受CT掃描時(shí)也會(huì)產(chǎn)生偽影，一般情況下，這種偽影對(duì)經(jīng)驗(yàn)豐富的診斷醫(yī)師不會(huì)造成診斷干擾，但如果恰巧進(jìn)食植入物在CT掃描時(shí)與病灶掃描投影重疊或連接，就有可能影響對(duì)病灶的判斷，造成漏診或誤診。

1.4患者在掃描時(shí)移動(dòng)產(chǎn)生的偽影

運(yùn)動(dòng)偽影的產(chǎn)生機(jī)理與射線衰減不同，主要是由于被掃描者發(fā)生位置移動(dòng)造成的CT掃描投影數(shù)據(jù)不一致所引起的。偽影形式主要為條狀模糊陰影或成片陰影，輪廓線模糊不清，出現(xiàn)雙輪廓線等。運(yùn)動(dòng)偽影根據(jù)患者移動(dòng)的類型可分為自主運(yùn)動(dòng)偽影和不自主運(yùn)動(dòng)偽影［4］，自主運(yùn)動(dòng)主要是被檢查者由于疾病煩躁、帕金森綜合征、嬰幼兒不配合的哭鬧移動(dòng)、體位不適而瞬間移動(dòng)等；不自主運(yùn)動(dòng)主要是指患者的呼吸運(yùn)動(dòng)、心跳、胃腸蠕動(dòng)等維持機(jī)體代謝和生命活動(dòng)的正常運(yùn)動(dòng)。由于CT掃描時(shí)信息采集需要一個(gè)時(shí)間，而患者是正常自由呼吸，就會(huì)造成在同一個(gè)掃描周期內(nèi)包含多個(gè)呼吸周期和心跳活動(dòng)，患者胸肌、胸廓的不斷變化，使掃描數(shù)據(jù)也跟著變化，最終導(dǎo)致圖像位置匹配出現(xiàn)誤差，導(dǎo)致偽影的產(chǎn)生。同理，胃腸蠕動(dòng)在時(shí)刻進(jìn)行，并且胃腸道內(nèi)含有氣體，在蠕動(dòng)過程中會(huì)發(fā)生位置偏移，加上呼吸運(yùn)動(dòng)的干擾，很難使被掃描部位完全靜止不動(dòng)，導(dǎo)致圖像匹配錯(cuò)誤，產(chǎn)生偽影。

1.5掃描參數(shù)設(shè)置不當(dāng)產(chǎn)生的偽影

主要是指在進(jìn)行CT射線掃描時(shí)，掃描參數(shù)設(shè)置過低，當(dāng)遇到患者過度肥胖，或者病變組織密度增加，導(dǎo)致掃描射線不能完全穿透被掃描組織，致使探測器接收到的光子信號(hào)減弱，甚至不能接受到光子信號(hào)，表現(xiàn)出噪音偽影。

1.6設(shè)備故障所產(chǎn)生的偽影

一個(gè)完整的CT成像需要CT設(shè)備多部件的共同運(yùn)動(dòng)協(xié)助加以后期軟件處理所得，因此任何一個(gè)部件出現(xiàn)故障均可能影響影響質(zhì)量。比如掃描床故障時(shí)，掃描床的進(jìn)度不穩(wěn)定，導(dǎo)致被掃描物體出現(xiàn)類似活動(dòng)所得偽影；如球管老化時(shí)，導(dǎo)致其性能不穩(wěn)定，在高低電壓切換時(shí)產(chǎn)生的X線量子減弱，增加影像噪音偽影；探測器更是CT設(shè)備的重要元件，一旦其發(fā)生故障或性能發(fā)生偏移，將直接影響掃描數(shù)據(jù)的接收與傳遞，將產(chǎn)生影像偽影。

2　CT影像偽影消除方法

2.1做好檢查前的健康宣教與協(xié)助指導(dǎo)

因?yàn)镃T掃描時(shí)根據(jù)掃描部位不同，患者需要采取多種檢查體位，并且在檢查時(shí)需要患者家屬離開患者，容易使患者產(chǎn)生恐懼感，特別是老年患者和嬰幼兒患者，不能很好配合檢查，掃描體位不能固定不動(dòng)，容易造成移動(dòng)偽影。對(duì)此，在患者檢查前應(yīng)對(duì)患者及其家屬進(jìn)行檢查相關(guān)健康教育和指導(dǎo)，告知檢查步驟，注意事項(xiàng)，配合要點(diǎn)，使其對(duì)掃描檢查有一個(gè)系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，積極做好檢查配合工作，在掃描時(shí)盡可能克制自己，避免自主運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生偽影機(jī)率，提高影像質(zhì)量。同時(shí)，檢查者應(yīng)在掃描前或掃描間隙協(xié)助患者擺放能夠滿足檢查需要的體位，并囑其盡量保持不動(dòng)，在掃描結(jié)束，得到滿意掃描數(shù)據(jù)后，第一時(shí)間通知患者掃描結(jié)束，可以移動(dòng)肢體；對(duì)于意識(shí)不清或嬰幼兒，必要者需應(yīng)用鎮(zhèn)靜藥物，并有家屬陪護(hù)，協(xié)助約束患者。對(duì)于存在金屬植入物者，檢查前應(yīng)詳細(xì)了解患者疾病史，告知盡量去除衣物上金屬紐扣、拉鏈，耳環(huán)、項(xiàng)鏈等首飾，避免金屬偽影的產(chǎn)生，對(duì)于起搏器等植入物患者，可通過選擇合適的掃描層面，盡可能的通過多角度、多層面對(duì)病灶進(jìn)行掃描，將金屬植入物排除在影像之外，達(dá)到去除金屬植入物造成的偽影。

2.2應(yīng)用檢查技巧，借助檢查工具

CT掃描檢查針對(duì)不同患者、不同檢查需要可有多種檢查技巧，應(yīng)用檢查技巧和經(jīng)驗(yàn)?zāi)軌虻玫礁永硐氲挠跋窠Y(jié)果，提高圖片質(zhì)量。比如采用薄層掃描技術(shù)減少同一體系內(nèi)含有不同密度的物體產(chǎn)生的容積效應(yīng)，也可消除周圍間隙現(xiàn)象產(chǎn)生的偽影［5］。另外，還可通過借助一些輔助工具來消除偽影，如在射線與人體之間放置濾波器，對(duì)射線進(jìn)行過濾，使其能量均勻，以補(bǔ)償射線硬化產(chǎn)生的偽影；同理，在對(duì)頭顱進(jìn)行掃描時(shí)，可用水袋纏繞頭部，均衡射線能量，消除偽影。對(duì)于意識(shí)清醒患者，可通過與其有效溝通，教會(huì)其屏氣，來消除運(yùn)動(dòng)偽影；也可選擇合適的掃描起始角度來降低金屬植入物所產(chǎn)生的偽影。

2.3科學(xué)設(shè)置掃描參數(shù)

掃描參數(shù)主要包括管電壓、管電流、旋轉(zhuǎn)時(shí)間、螺距及螺旋因子等；管電壓越大，射線越多，能量越大，通透力越強(qiáng)，成像分辨率越低，相反，管電壓越小，其光電效應(yīng)越強(qiáng)，空間分辨力越低，成像密度分辨率越高。管電流越大，X線輻射劑越大，成像信噪比越高。比如對(duì)于肥胖患者，應(yīng)適當(dāng)調(diào)整管電壓和管電流，提高射線穿透力；對(duì)于不能配合掃描的患者，可適當(dāng)縮短掃描時(shí)間，提高設(shè)備的時(shí)間分辨率；對(duì)于有不可避免掃描的金屬植入物，可通過設(shè)置適當(dāng)?shù)慕饘賵D像閾值，然后采用差值生成影像；對(duì)于掃描時(shí)間長，患者運(yùn)動(dòng)可以忽略的檢查，可適當(dāng)增加劑量和投照采樣來改善影像質(zhì)量。但需要注意的是，掃描參數(shù)的設(shè)置應(yīng)根據(jù)掃描部位和成像要求來合理選擇，找到各參數(shù)的最佳平衡點(diǎn)。

2.4后期處理和定期校對(duì)、檢修設(shè)備

一些偽影可通過借助計(jì)算機(jī)后期處理而得到改善，比如通過測量建立校正表，對(duì)投影數(shù)據(jù)進(jìn)行后期處理重建；運(yùn)用臨近角度投影插值來彌補(bǔ)數(shù)據(jù)丟失；運(yùn)用軟件校正補(bǔ)償由于射線能量變化而造成的不均勻性［6］。定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，檢查球管是否老化，是否出現(xiàn)打火現(xiàn)象，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)是否平穩(wěn)，探測器散熱是否正常，有無異物，連接電纜是否牢固，懷疑掃描床故障時(shí)，應(yīng)立即報(bào)修；每日開機(jī)時(shí)做一次空氣校對(duì)和水膜校準(zhǔn)，定期校對(duì)準(zhǔn)直器；以免因設(shè)備故障及環(huán)境因素而產(chǎn)生CT影像偽影。

3　結(jié)語

CT影像偽影形成復(fù)雜多樣，產(chǎn)生偽影的原因較多，以目前的技術(shù)水平，并不能完全避免或消除偽影，只能通過科學(xué)手段及操作經(jīng)驗(yàn)來盡可能地降低偽影發(fā)生率，提高CT影像質(zhì)量。CT室診斷醫(yī)師及臨床醫(yī)師應(yīng)具備鑒別CT影像中常見偽影的能力，對(duì)偽影地特征及形式有一個(gè)全面的了解，排除因偽影對(duì)臨床疾病的診斷，避免誤診或漏診的發(fā)生。該文通過對(duì)臨床中CT影像常見偽影發(fā)生原因進(jìn)行分析，總結(jié)消除偽影的方法，對(duì)臨床診斷與治療具有重要意義。

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Study on Cause and Eliminating Method of CT Imaging Artifact

ZHANG Lei
Department of CT Imaging，Nanyang Central Hospital of Henan Province，Nanyang，Henan Province，473000 China

With the development of medical technology，CT imaging technique is more and more mature，and the imaging is more and more clear，which is widely recognized and applied in clinic，and it provides data support for the confirmation of some serious diseases，and participates in the diagnosis and treatment of diseases，but in work，CT imaging is easy to produce artifacts due to beam-hardening effect，volume effect，metal interference，move of patients at the time of examination，improper setting of scanning parameters and equipment trouble，affecting the clinical diagnosis accuracy and even cause misdiagnosis，and the clinic can eliminate the effect of artifacts by applying the examination skills，helping patients place body positions，scientifically setting the scanning parameters，regularly proofing the probe andcollimator and post computer processing thus improving the CT imaging quality，improving the detection rate of diseases and providing reliable basis for the diagnosis and treatment of diseases of clinical physicians.

CT；Artifact；Imaging quality；Elimination method

R445

A

1672-5654（2016）10（a）-0196-03

10.16659/j.cnki.1672-5654.2016.28.196

張磊（1983.3-），男，河南南陽人，本科，醫(yī)師，研究方向：影像診斷。

（2016-07-05）