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)學技術的發(fā)展，CT成像技術越來越成熟，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、容積效應、金屬物的干擾、患者在檢查時移動、掃描參數(shù)設置不當、設備故障等原因，容易導致CT影像產生偽影，影響臨床診斷準確性，甚至造成誤診。臨床可通過應用檢查技巧、協(xié)助患者擺放體位、科學設置掃描參數(shù)、定期校對探測器和準直器、后期計算機處理等方法來消除偽影的影響，以提升CT影像質量，提高疾病檢出率，為臨床醫(yī)師對疾病的確診和治療提供可靠依據。

CT；偽影；影像質量；消除方法

近年來，CT技術在臨床上的應用越來越廣泛，不單單作為一項輔助檢查手段，而且在疾病診斷和治療中發(fā)揮著重要作用。清晰的影像能夠為臨床醫(yī)生提供直觀、準確的診斷信息，提高診斷準確率，并且還能夠為腫瘤分期、定性提供依據，為某些治療提供精確定位，大大提高治療效果。CT設備成像原理較復雜，硬件部件與軟件，任何一部分出現(xiàn)問題，均可影響影像質量；偽影是影響CT影像質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技術領域一直研究的熱點和目標。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CT影像偽影產生原因進行總結分析，并提出一些消除偽影的方法與技術，為臨床工作提供借鑒。

1　CT影像偽影產生原因分析

1.1射線束硬化效應

由于目前臨床上使用的CT設備均采用球管作為X射線源，其在工作時發(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，產生光電效應，能量較低的線束易被照射物質所吸收導致衰減，造成放射線束硬化效應，使偽影產生。射線與組織發(fā)生光電反應的發(fā)生率與原子系數(shù)有關，原子系數(shù)越高，其與射線發(fā)生光電反應機率越高［2］；若在同一掃描層上存在不同密度的組織或物體，射線會產生較多的衰減，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的線束，其硬化程度較高。另外CT發(fā)射的X光子在轉化成γ光子時的衰減系數(shù)會產生較大誤差，導致校正過度而產生偽影。射線束硬化所產生的偽影主要有環(huán)形偽影、帶狀偽影等。由于射線距離掃描中心遠近，重建后易產生環(huán)形偽影；在增強掃描時，高濃度血管周圍可產生帶狀偽影；在骨骼周圍，如頭骨掃描時，若出現(xiàn)線束硬化，可產生亨氏暗區(qū)。

1.2容積效應產生的偽影

容積效應指的是正常組織放射損傷與組織受照容積之間的相關性。在人體組織被掃描時，X射線穿透機體過程中，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度發(fā)生改變，導致設備探測器所接收到的檢測數(shù)據不能真實反映照射物質，一半檢測數(shù)據是高密度CT值，另一半則是低密度CT值，這些數(shù)據再被由探測器傳輸?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，導致來自探測器的檢測數(shù)據只能反映被照射區(qū)域的平均值，不能精確到具體細小部位，使最終CT影像產生偽影［3］。因為容積效應所產生的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比Z軸的相對位置。

1.3金屬偽影

CT發(fā)射的X射線掃描照射時，遇到不同密度的組織或物體時，會發(fā)生衰退，線束硬化，導致相應的CT投影數(shù)據失真，產生金屬偽影。因為不同密度、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，進而使探測器接收不到CT掃描信號；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減弱，CT數(shù)據不能準確反映掃描物體，造成偽影的產生。如患者佩戴的項鏈、耳環(huán)、發(fā)卡、金屬義齒、衣服金屬紐扣、拉鏈等均可產生金屬偽影；另外，如果患者曾經接受過人工關節(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掃描時也會產生偽影，一般情況下，這種偽影對經驗豐富的診斷醫(yī)師不會造成診斷干擾，但如果恰巧進食植入物在CT掃描時與病灶掃描投影重疊或連接，就有可能影響對病灶的判斷，造成漏診或誤診。

1.4患者在掃描時移動產生的偽影

運動偽影的產生機理與射線衰減不同，主要是由于被掃描者發(fā)生位置移動造成的CT掃描投影數(shù)據不一致所引起的。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。運動偽影根據患者移動的類型可分為自主運動偽影和不自主運動偽影［4］，自主運動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、體位不適而瞬間移動等；不自主運動主要是指患者的呼吸運動、心跳、胃腸蠕動等維持機體代謝和生命活動的正常運動。由于CT掃描時信息采集需要一個時間，而患者是正常自由呼吸，就會造成在同一個掃描周期內包含多個呼吸周期和心跳活動，患者胸肌、胸廓的不斷變化，使掃描數(shù)據也跟著變化，最終導致圖像位置匹配出現(xiàn)誤差，導致偽影的產生。同理，胃腸蠕動在時刻進行，并且胃腸道內含有氣體，在蠕動過程中會發(fā)生位置偏移，加上呼吸運動的干擾，很難使被掃描部位完全靜止不動，導致圖像匹配錯誤，產生偽影。

1.5掃描參數(shù)設置不當產生的偽影

主要是指在進行CT射線掃描時，掃描參數(shù)設置過低，當遇到患者過度肥胖，或者病變組織密度增加，導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減弱，甚至不能接受到光子信號，表現(xiàn)出噪音偽影。

1.6設備故障所產生的偽影

一個完整的CT成像需要CT設備多部件的共同運動協(xié)助加以后期軟件處理所得，因此任何一個部件出現(xiàn)故障均可能影響影響質量。比如掃描床故障時，掃描床的進度不穩(wěn)定，導致被掃描物體出現(xiàn)類似活動所得偽影；如球管老化時，導致其性能不穩(wěn)定，在高低電壓切換時產生的X線量子減弱，增加影像噪音偽影；探測器更是CT設備的重要元件，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)據的接收與傳遞，將產生影像偽影。

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

因為CT掃描時根據掃描部位不同，患者需要采取多種檢查體位，并且在檢查時需要患者家屬離開患者，容易使患者產生恐懼感，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，容易造成移動偽影。對此，在患者檢查前應對患者及其家屬進行檢查相關健康教育和指導，告知檢查步驟，注意事項，配合要點，使其對掃描檢查有一個系統(tǒng)的認識，積極做好檢查配合工作，在掃描時盡可能克制自己，避免自主運動所產生偽影機率，提高影像質量。同時，檢查者應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，在掃描結束，得到滿意掃描數(shù)據后，第一時間通知患者掃描結束，可以移動肢體；對于意識不清或嬰幼兒，必要者需應用鎮(zhèn)靜藥物，并有家屬陪護，協(xié)助約束患者。對于存在金屬植入物者，檢查前應詳細了解患者疾病史，告知盡量去除衣物上金屬紐扣、拉鏈，耳環(huán)、項鏈等首飾，避免金屬偽影的產生，對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、多層面對病灶進行掃描，將金屬植入物排除在影像之外，達到去除金屬植入物造成的偽影。

2.2應用檢查技巧，借助檢查工具

CT掃描檢查針對不同患者、不同檢查需要可有多種檢查技巧，應用檢查技巧和經驗能夠得到更加理想的影像結果，提高圖片質量。比如采用薄層掃描技術減少同一體系內含有不同密度的物體產生的容積效應，也可消除周圍間隙現(xiàn)象產生的偽影［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，對射線進行過濾，使其能量均勻，以補償射線硬化產生的偽影；同理，在對頭顱進行掃描時，可用水袋纏繞頭部，均衡射線能量，消除偽影。對于意識清醒患者，可通過與其有效溝通，教會其屏氣，來消除運動偽影；也可選擇合適的掃描起始角度來降低金屬植入物所產生的偽影。

2.3科學設置掃描參數(shù)

掃描參數(shù)主要包括管電壓、管電流、旋轉時間、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，成像分辨率越低，相反，管電壓越小，其光電效應越強，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。比如對于肥胖患者，應適當調整管電壓和管電流，提高射線穿透力；對于不能配合掃描的患者，可適當縮短掃描時間，提高設備的時間分辨率；對于有不可避免掃描的金屬植入物，可通過設置適當?shù)慕饘賵D像閾值，然后采用差值生成影像；對于掃描時間長，患者運動可以忽略的檢查，可適當增加劑量和投照采樣來改善影像質量。但需要注意的是，掃描參數(shù)的設置應根據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。

2.4后期處理和定期校對、檢修設備

一些偽影可通過借助計算機后期處理而得到改善，比如通過測量建立校正表，對投影數(shù)據進行后期處理重建；運用臨近角度投影插值來彌補數(shù)據丟失；運用軟件校正補償由于射線能量變化而造成的不均勻性［6］。定期對設備進行維護保養(yǎng)，檢查球管是否老化，是否出現(xiàn)打火現(xiàn)象，轉子旋轉是否平穩(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，應立即報修；每日開機時做一次空氣校對和水膜校準，定期校對準直器；以免因設備故障及環(huán)境因素而產生CT影像偽影。

3　結語

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

［1］趙傳軍，王烈偉.CT圖像偽影及其解決方案［J］.中國醫(yī)療設備，2014，29（4）：166-167.

［2］楊震，楊樹欣，高磊，等.CT圖像偽影消除技術的研究［J］.中國醫(yī)學裝備，2015，12（2）：334.

［3］陳紅.CT成像質量影響因素［J］.中國衛(wèi)生產業(yè)，2014，2（4）：197-198.

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［5］馬繼明，宋巖，王群書，等．X射線CT環(huán)形偽影去除方法［J］.強激光與粒子束，2014，26（12）：183-188.

［6］周意超，謝明元，楊玲，等.CT環(huán)狀偽影矯正方法的改進研究［J］.四川大學學報：醫(yī)學版，2016，47（3）：420-424.

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）