影像偽影及原因

1、關(guān)于影像偽影及原因第1頁，共66頁，2022年，5月20日，14點42分，星期三CT圖像偽影分析 CT圖像上的偽影是指在成像過程中產(chǎn)生的與被掃描組織結(jié)構(gòu)無關(guān)的異常影像。這些異常影像降低了圖像質(zhì)量，甚至影響對病變的分析診斷。第2頁，共66頁，2022年，5月20日，14點42分，星期三一、CT圖像偽影來源CT圖像的偽影按其來源主要分為硬件系統(tǒng)故障或誤差和人為因素兩類。分析和判斷偽影的形成原因，認識偽影的各種特征，才能迅速排除問題，最大限度的減少因偽影而產(chǎn)生誤診的機會。第3頁，共66頁，2022年，5月20日，14點42分，星期三（一）硬件系統(tǒng)機器故障偽影 機器故障偽影是由于設(shè)備運行不穩(wěn)定或某一元

2、器件損壞所造成。如探測器之間的響應(yīng)不一致，可造成環(huán)狀偽影；投影數(shù)據(jù)測量轉(zhuǎn)換誤差，可導(dǎo)致直線狀偽影；采樣頻率較低也可產(chǎn)生直線狀偽影；射線硬化效應(yīng)，則可產(chǎn)生寬條狀偽影。依照CT的構(gòu)成，機器故障偽影大致來自以下幾個方面:第4頁，共66頁，2022年，5月20日，14點42分，星期三線掃描系統(tǒng)，包括高壓部分、線球管、濾線裝置等。線輸出不穩(wěn)定或是不能均勻排布都會引起數(shù)據(jù)的紊亂。數(shù)據(jù)采集及傳輸系統(tǒng)，包括探測器、通道放大板、A/D轉(zhuǎn)換板、控制和傳輸系統(tǒng)等。數(shù)據(jù)重建系統(tǒng),圖像顯示系統(tǒng)。第5頁，共66頁，2022年，5月20日，14點42分，星期三機器故障偽影的形狀 機器故障所至偽影的形狀各種各樣，有非同心圓形

3、和同心圓形(單同心圓和多同心圓)、直線形、柵格形(斜條紋狀)、星狀，還有不規(guī)則形，一般來說，根據(jù)偽影形狀可大致區(qū)分為機器哪一個系統(tǒng)故障所致。 如：單同心圓可能為通道板故障，多同心圓可能為AD控制板故障，滿屏斜條或直線可能為高壓系統(tǒng)故障，不規(guī)則形則可能為球管老化所致。第6頁，共66頁，2022年，5月20日，14點42分，星期三CT機故障環(huán)形偽影第7頁，共66頁，2022年，5月20日，14點42分，星期三（二）人為因素所致偽影運動偽影 在掃描過程中，如果病人體位發(fā)生變化，可造成圖像數(shù)據(jù)排列紊亂，重建圖像結(jié)構(gòu)模糊，無法分辨。運動偽影又分為自主運動偽影和生理性運動偽影。自主運動是指那些患者可以控制

4、的運動，如呼吸運動、體位移動等。 生理性運動是隨機的，不能由患者自主控制，如心臟血管搏動、胃腸蠕動等。 第8頁，共66頁，2022年，5月20日，14點42分，星期三異物偽影 主要為密度差別極大的物體如金屬和人體組織一起掃描時所造成，偽影的特點是沿著高密度物體呈放射狀排列。有時圖像上不一定能直接看到目標(biāo)異物，但只要仔細觀察偽影的放射狀排列方向，即能找到異物的來源。第9頁，共66頁，2022年，5月20日，14點42分，星期三掃描條件不當(dāng)造成的偽影CT檢查時，選用的掃描參數(shù)不當(dāng)，如掃描參數(shù)設(shè)定過低等 ，亦可產(chǎn)生偽影。第10頁，共66頁，2022年，5月20日，14點42分，星期三二、偽影分析及對

5、策（一）機器故障偽影處理對策 根據(jù)偽影形狀可大致判斷故障發(fā)生的部位，有針對性的進行檢查和排除。一般來說，對機器故障得分析采用逐步排除法，現(xiàn)歸納如下：排除顯示系統(tǒng)故障調(diào)出故障前已經(jīng)儲存的圖像，如存在偽影則可確定顯示系統(tǒng)故障。第11頁，共66頁，2022年，5月20日，14點42分，星期三排除數(shù)據(jù)重建系統(tǒng)故障調(diào)出已經(jīng)儲存的原始數(shù)據(jù)，利用圖像重建系統(tǒng)進行重建，如仍然存在偽影，再使用相關(guān)診斷軟件進一步仔細分析即可確定。排除數(shù)據(jù)收集和傳輸系統(tǒng)故障首先，在數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)上向數(shù)據(jù)重建系統(tǒng)發(fā)送數(shù)據(jù)，如無異常則要排除數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)(DSA)的故障，測量DSA的電源是否穩(wěn)定和準(zhǔn)確，否則可根據(jù)偽影形狀從以下幾個方面分析

6、：第12頁，共66頁，2022年，5月20日，14點42分，星期三 如偽影為單同心圓而定位像上亦有直線偽影,則要懷疑通道放大板，用偽影測試軟件可大致判定相關(guān)的通道板，將此板與其他板更換位置后可確定故障; 如偽影為多同心圓狀，且圓與圓之間有相同的間距，則應(yīng)懷疑為AD控制板問題，用偽影測試軟件可大致判斷相關(guān)AD板，亦可采用更換位置的方法來確認;第13頁，共66頁，2022年，5月20日，14點42分，星期三 如沒有改變則為DSA控制板問題; 如懷疑探測器問題，可作試探性掃描，改變掃描條件后，偽影應(yīng)該有相應(yīng)變化; 如頭部和體部掃描偽影不一樣(使用同樣的重建函數(shù))，則應(yīng)檢查濾線裝置。 、條可通過作校準(zhǔn)

7、的辦法進行協(xié)助確認，一般校準(zhǔn)后，圖像偽影會有改善，一段時間后，故障依然如故。第14頁，共66頁，2022年，5月20日，14點42分，星期三排除線系統(tǒng)故障 球管老化：一般為不規(guī)則形偽影，可用靜態(tài)掃描的方法(無線輸出)進行排除，進行校準(zhǔn)偽影亦會有改變； 高壓故障：一般為直線形或柵格形偽影，是CT偽影中最難判斷的，可能來自線球管、高壓電纜、電纜接頭、高壓發(fā)生器、高壓控制電路、以及電源電壓等故障，只能一個一個地檢查和排除。第15頁，共66頁，2022年，5月20日，14點42分，星期三射線束硬化偽影的對策 射線束硬化使X線光子吸收不均衡，相應(yīng)產(chǎn)生部分高信號。如果這種非線性衰減不作補償，會產(chǎn)生條狀或環(huán)

8、狀偽影。抑制的方法是在X線源與人體之間加裝濾過裝置，使X線能量分布均勻，射線束硬化效應(yīng)得到補償，從而消除偽影。技術(shù)人員在設(shè)置掃描計劃時應(yīng)盡可能避開骨性結(jié)構(gòu)，減小硬化效應(yīng)可能導(dǎo)致的偽影。第16頁，共66頁，2022年，5月20日，14點42分，星期三部分容積效應(yīng)產(chǎn)生的偽影及對策 部分容積效應(yīng)偽影的形狀可因物體的不同而不一樣，一般在重建后橫斷面圖像上可見條形、環(huán)形或大片干擾的偽像。最常見和典型的現(xiàn)象是在頭顱橫斷面時的顳部出現(xiàn)的條狀偽影，又稱哼氏偽影。該偽影現(xiàn)象可采用薄層掃描而減弱；在西門子系列的CT機中，用VAR掃描技術(shù)可抑制該偽影。第17頁，共66頁，2022年，5月20日，14點42分，星期三

9、周圍間隙現(xiàn)象偽影及對策 在同一掃描層面內(nèi)，與層面垂直的兩種相鄰且密度不同的組織，其邊緣部的CT值不能準(zhǔn)確測得，因而在CT圖像上，其交接處圖像不能清楚分辨，這種現(xiàn)象即為周圍間隙現(xiàn)象，此種現(xiàn)象的實質(zhì)仍是一種部分容積效應(yīng)。通過減薄掃描層厚，可減少此類偽影的發(fā)生。第18頁，共66頁，2022年，5月20日，14點42分，星期三采樣或測量系統(tǒng)誤差偽影及對策 在扇形束掃描方式中，兩個物體或結(jié)構(gòu)間的間距小于到達該物體的掃描束，無法由射線束分辨，可產(chǎn)生采樣誤差。采樣誤差可造成物體結(jié)構(gòu)重疊模糊現(xiàn)象，消除方法是的方法是采用局部放大掃描或者根據(jù)不同部位采用合適的重建算法（高分辨率、標(biāo)準(zhǔn)、軟組織）。第19頁，共66頁

10、，2022年，5月20日，14點42分，星期三掃描系統(tǒng)誤差偽影及對策 在掃描期間，系統(tǒng)本身對不同的測量數(shù)據(jù)，根據(jù)每天的校正測量數(shù)據(jù)會及時地作出修正。如超出該修正范圍，可出現(xiàn)錯誤信號甚至無信號，導(dǎo)致圖像中的環(huán)狀偽影，該偽影的半徑對應(yīng)于探測器陣列中出現(xiàn)測量誤差探測器的位置所在。系統(tǒng)誤差的防止方法一般是每天開機或連續(xù)幾小時不工作后，作系統(tǒng)校正測量及其定期地作系統(tǒng)維護。第20頁，共66頁，2022年，5月20日，14點42分，星期三掃描野不一致性所致偽影及對策 CT掃描時，在射線路徑剖面圖上，中心部分的路徑要長于邊緣部分。通常在成像過程中，圖像處理計算機根據(jù)參考值對相應(yīng)的射線硬化作校正補償，使射線束均

11、勻一致，如果參考值誤差在水模測試中可出現(xiàn)環(huán)狀模糊偽影。在均勻水模的中心及四周的CT值不一致，防止掃描野不一致性的措施是盡可能將病人置于掃描野范圍內(nèi)。第21頁，共66頁，2022年，5月20日，14點42分，星期三（二）人為因素偽影處理對策運動偽影 掃描開始前將掃描過程及要求向患者交代清楚，使之做到心中有數(shù)，有良好的心理準(zhǔn)備，消除患者緊張心理，在掃描中做好屏氣等配合，保持體位不動，即能克服自主運動偽影。對胃腸蠕動這類生理性運動偽影，克服的方法是肌注低張藥物，如山莨菪堿等，降低胃腸張力、減輕腸痙攣和減少腸蠕動；對心臟血管搏動偽影可采用心電門控的方式予以克服。 第22頁，共66頁，2022年，5月2

12、0日，14點42分，星期三金屬異物偽影 金屬異物產(chǎn)生的放射狀偽影，嚴重時明顯影響診斷。在掃描前應(yīng)去除病人體外隨帶的金屬物質(zhì)，而病人體內(nèi)無法去除的金屬物質(zhì)，如假牙或牙內(nèi)填充物、假肢、各類金屬支架等，可采用傾斜機架或掃描線的角度盡可能避開。目前也有研究采用某種算法抑制此類偽影。腹部常規(guī)掃描一般服溫開水，盡量不要服含碘造影劑。第23頁，共66頁，2022年，5月20日，14點42分，星期三第24頁，共66頁，2022年，5月20日，14點42分，星期三第25頁，共66頁，2022年，5月20日，14點42分，星期三第26頁，共66頁，2022年，5月20日，14點42分，星期三第27頁，共66頁，2

13、022年，5月20日，14點42分，星期三第28頁，共66頁，2022年，5月20日，14點42分，星期三第29頁，共66頁，2022年，5月20日，14點42分，星期三第30頁，共66頁，2022年，5月20日，14點42分，星期三第31頁，共66頁，2022年，5月20日，14點42分，星期三第32頁，共66頁，2022年，5月20日，14點42分，星期三第33頁，共66頁，2022年，5月20日，14點42分，星期三第34頁，共66頁，2022年，5月20日，14點42分，星期三第35頁，共66頁，2022年，5月20日，14點42分，星期三圖 有偽影的CT圖像第36頁，共66頁，202

14、2年，5月20日，14點42分，星期三第37頁，共66頁，2022年，5月20日，14點42分，星期三第38頁，共66頁，2022年，5月20日，14點42分，星期三圖 有偽影的CT圖像第39頁，共66頁，2022年，5月20日，14點42分，星期三第40頁，共66頁，2022年，5月20日，14點42分，星期三第41頁，共66頁，2022年，5月20日，14點42分，星期三第42頁，共66頁，2022年，5月20日，14點42分，星期三第43頁，共66頁，2022年，5月20日，14點42分，星期三第44頁，共66頁，2022年，5月20日，14點42分，星期三圖 有偽影的CT圖像第45頁，

15、共66頁，2022年，5月20日，14點42分，星期三第46頁，共66頁，2022年，5月20日，14點42分，星期三第47頁，共66頁，2022年，5月20日，14點42分，星期三第48頁，共66頁，2022年，5月20日，14點42分，星期三圖 有偽影的CT圖像第49頁，共66頁，2022年，5月20日，14點42分，星期三第50頁，共66頁，2022年，5月20日，14點42分，星期三第51頁，共66頁，2022年，5月20日，14點42分，星期三第52頁，共66頁，2022年，5月20日，14點42分，星期三第53頁，共66頁，2022年，5月20日，14點42分，星期三第54頁，共6

16、6頁，2022年，5月20日，14點42分，星期三第55頁，共66頁，2022年，5月20日，14點42分，星期三（二）異物及運動偽影OSEMFB第56頁，共66頁，2022年，5月20日，14點42分，星期三OSEMFB第57頁，共66頁，2022年，5月20日，14點42分，星期三第58頁，共66頁，2022年，5月20日，14點42分，星期三Results with the EM methodDentalphantomFilteredbackprojectionFB with linearinterpolationEM-like deblurringafter 80 iterationsWang G, Snyder DL, OSullivan JA, Vannier MW: Iterative deblurring for metal artifact reduction. IEEE Trans. on Med. Imag. 15:657-664, 1996第59頁，共6