影像偽影及原因

關(guān)于影像偽影及原因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(duì)病變的分析診斷。第2頁,共66頁，2024年2月25日，星期天一、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(rèn)識(shí)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(jī)會(huì)。第3頁,共66頁，2024年2月25日，星期天（一）硬件系統(tǒng)機(jī)器故障偽影

機(jī)器故障偽影是由于設(shè)備運(yùn)行不穩(wěn)定或某一元器件損壞所造成。如探測(cè)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(cè)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(jī)器故障偽影大致來自以下幾個(gè)方面:第4頁,共66頁，2024年2月25日，星期天Ｘ線掃描系統(tǒng)，包括高壓部分、Ｘ線球管、濾線裝置等。Ｘ線輸出不穩(wěn)定或是不能均勻排布都會(huì)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(cè)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，2024年2月25日，星期天機(jī)器故障偽影的形狀

機(jī)器故障所至偽影的形狀各種各樣，有非同心圓形和同心圓形(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(jī)器哪一個(gè)系統(tǒng)故障所致。

如：?jiǎn)瓮膱A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，2024年2月25日，星期天CT機(jī)故障環(huán)形偽影第7頁,共66頁，2024年2月25日，星期天（二）人為因素所致偽影運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)偽影又分為自主運(yùn)動(dòng)偽影和生理性運(yùn)動(dòng)偽影。自主運(yùn)動(dòng)是指那些患者可以控制的運(yùn)動(dòng)，如呼吸運(yùn)動(dòng)、體位移動(dòng)等。生理性運(yùn)動(dòng)是隨機(jī)的，不能由患者自主控制，如心臟血管搏動(dòng)、胃腸蠕動(dòng)等。

第8頁,共66頁，2024年2月25日，星期天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(shí)所造成，偽影的特點(diǎn)是沿著高密度物體呈放射狀排列。有時(shí)圖像上不一定能直接看到目標(biāo)異物，但只要仔細(xì)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，2024年2月25日，星期天掃描條件不當(dāng)造成的偽影

CT檢查時(shí)，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，2024年2月25日，星期天二、偽影分析及對(duì)策（一）機(jī)器故障偽影處理對(duì)策

根據(jù)偽影形狀可大致判斷故障發(fā)生的部位，有針對(duì)性的進(jìn)行檢查和排除。一般來說，對(duì)機(jī)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(chǔ)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，2024年2月25日，星期天排除數(shù)據(jù)重建系統(tǒng)故障調(diào)出已經(jīng)儲(chǔ)存的原始數(shù)據(jù)，利用圖像重建系統(tǒng)進(jìn)行重建，如仍然存在偽影，再使用相關(guān)診斷軟件進(jìn)一步仔細(xì)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(cè)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(gè)方面分析：第12頁,共66頁，2024年2月25日，星期天①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(cè)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;②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(cè)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(rèn);第13頁,共66頁，2024年2月25日，星期天③如沒有改變則為DSA控制板問題;④如懷疑探測(cè)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;⑤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。①、④、⑤條可通過作校準(zhǔn)的辦法進(jìn)行協(xié)助確認(rèn)，一般校準(zhǔn)后，圖像偽影會(huì)有改善，一段時(shí)間后，故障依然如故。第14頁,共66頁，2024年2月25日，星期天排除Ｘ線系統(tǒng)故障①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Ｘ線輸出)進(jìn)行排除，進(jìn)行校準(zhǔn)偽影亦會(huì)有改變；②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Ｘ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(gè)一個(gè)地檢查和排除。第15頁,共66頁，2024年2月25日，星期天射線束硬化偽影的對(duì)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(hào)。如果這種非線性衰減不作補(bǔ)償，會(huì)產(chǎn)生條狀或環(huán)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(bǔ)償，從而消除偽影。技術(shù)人員在設(shè)置掃描計(jì)劃時(shí)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，2024年2月25日，星期天部分容積效應(yīng)產(chǎn)生的偽影及對(duì)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(shí)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(jī)中，用VAR掃描技術(shù)可抑制該偽影。第17頁,共66頁，2024年2月25日，星期天周圍間隙現(xiàn)象偽影及對(duì)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(cè)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(shí)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，2024年2月25日，星期天采樣或測(cè)量系統(tǒng)誤差偽影及對(duì)策

在扇形束掃描方式中，兩個(gè)物體或結(jié)構(gòu)間的間距小于到達(dá)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，2024年2月25日，星期天掃描系統(tǒng)誤差偽影及對(duì)策

在掃描期間，系統(tǒng)本身對(duì)不同的測(cè)量數(shù)據(jù)，根據(jù)每天的校正測(cè)量數(shù)據(jù)會(huì)及時(shí)地作出修正。如超出該修正范圍，可出現(xiàn)錯(cuò)誤信號(hào)甚至無信號(hào)，導(dǎo)致圖像中的環(huán)狀偽影，該偽影的半徑對(duì)應(yīng)于探測(cè)器陣列中出現(xiàn)測(cè)量誤差探測(cè)器的位置所在。系統(tǒng)誤差的防止方法一般是每天開機(jī)或連續(xù)幾小時(shí)不工作后，作系統(tǒng)校正測(cè)量及其定期地作系統(tǒng)維護(hù)。第20頁,共66頁，2024年2月25日，星期天掃描野不一致性所致偽影及對(duì)策

CT掃描時(shí)，在射線路徑剖面圖上，中心部分的路徑要長(zhǎng)于邊緣部分。通常在成像過程中，圖像處理計(jì)算機(jī)根據(jù)參考值對(duì)相應(yīng)的射線硬化作校正補(bǔ)償，使射線束均勻一致，如果參考值誤差在水模測(cè)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，2024年2月25日，星期天（二）人為因素偽影處理對(duì)策運(yùn)動(dòng)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(dòng)，即能克服自主運(yùn)動(dòng)偽影。對(duì)胃腸蠕動(dòng)這類生理性運(yùn)動(dòng)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(dòng)；對(duì)心臟血管搏動(dòng)偽影可采用心電門控的方式予以克服。

第22頁,共66頁，2024年2月25日，星期天金屬異物偽影

金屬異物產(chǎn)生的放射狀偽影，嚴(yán)重時(shí)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(jī)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，2024年2月25日，星期天第24頁,共66頁，2024年2月25日，星期天第25頁,共66頁，2024年2月25日，星期天第26頁,共66頁，2024年2月25日，星期天第27頁,共66頁，2024年2月25日，星期天第28頁,共66頁，2024年2月25日，星期天第29頁,共66頁，2024年2月25日，星期天第30頁,共66頁，2024年2月25日，星期天第31頁,共66頁，2024年2月25日，星期天第32頁,共66頁，2024年2月25日，星期天第33頁,共66頁，2024年2月25日，星期天第34頁,共66頁，2024年2月25日，星期天第35頁,共66頁，2024年2月25日，星期天圖有偽影的CT圖像第36頁,共66頁，2024年2月25日，星期天第37頁,共66頁，2024年2月25日，星期天第38頁,共66頁，2024年2月25日，星期天圖有偽影的CT圖像第39頁,共66頁，2024年2月25日，星期天第40頁,共66頁，2024年2月25日，星期天第41頁,共66頁，2024年2月25日，星期天第42頁,共66頁，2024年2月25日，星期天第43頁,共66頁，2024年2月25日，星期天第44頁,共66頁，2024年2月25日，星期天圖有偽影的CT圖像第45頁,共66頁，2024年2月25日，星期天第46頁,共66頁，2024年2月25日，星期天第47頁,共66頁，2024年2月25日，星期天第48頁,共66頁，2024年2月25日，星期天圖有偽影的CT圖像第49頁,共66頁，2024年2月25日，星期天第50頁,共66頁，2024年2月25日，星期天第51頁,共66頁，2024年2月25日，星期天第52頁,共66頁，2024年2月25日，星期天第53頁,共66頁，2024年2月25日，星期天第54頁,共66頁，2024年2月25日，星期天第55頁,共66頁，2024年2月25日，星期天（二）異物及運(yùn)動(dòng)偽影OSEMFB第56頁,共66頁，2024年2月25日，星期天OSEMFB第57頁,共66頁，2024年2月25日，星期天第58頁,共66頁，2024年2月25日，星期天ResultswiththeEMmethodDentalphantomFilteredbackprojectionFBwithlinearinterpolationEM-likedeblurringafter80iterationsWangG,SnyderDL,O'SullivanJA,VannierMW:Iterativedeblurringformetalartifactreduction.IEEETrans.onMed.Imag.15:657-664,1996第59頁,共66頁，2024