多层螺旋ct图像伪影的分析

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1、多层螺旋CT图像伪影的分析作者：周泽俊胡永胜高斌巢惠民【摘要】目的探讨多层螺旋CT图像伪影对图像质量的影响。方法系统详细地分析伪影形成和特点，提高对CT图像伪影的认识。结果多层螺旋CT图像伪影大多数是可以认识的，即便少数难以避免，也多能正确识别。结论正确认识伪影并加以消除，有利于提高图像质量，提高影像诊断准确性【关键词】体层摄影术；伪影伪影是指出现在CT图像上的各种非真实的阴影或干扰，可造成病变的不可诊，甚至造成病变的漏诊、误诊。换言之，CT伪影是指CT扫描或信息处理过程中产生的不属于机体正常信息的某些图像阴影。完美的CT图像应该是不应扭曲任何被检物断面的任何几何特征。不论CT机的制造如

2、何的精良，维护保养和校准多么的完善，CT图像的伪影都是难以避免的。总体上CT图像伪影可分为两大类：扫描采集过程产生的伪影和CT机本身系统有关的伪影。伪影的形状多种多样，有同心圆形和非同心圆形、直线形、栅格状、阶梯状、放射状、星芒状和不规则形等等。伪影一旦形成，不可避免的影响放射诊断医师对病变性质的正确判断。61.扫描采集过程产生的伪影包括有患者的移动，闭气不完全或不够均匀，造影剂，机体携带金属等高致密物体，扫描区域或扫描床上的异物等均可导致CT图像上出现各种伪影。1.1运动伪影尽管螺旋CT扫描时间明显缩短，但运动伪影还是存在的，对图像造成的影响不可忽视。在CT扫描数据采集过程中，若病人的

3、移动会导致被测物发生移位，将导致投影数据不一致而产生伪影。生理运动伪影包括自主运动和非自主运动伪影。前者主要指呼吸运动和吞咽运动；后者指心跳和胃肠蠕动。无论病人何种生理运动(如吞咽动作、呼吸运动、心脏跳动等等)，均可产生亮暗交错的伪影。造影剂的不当使用也会导致伪影，如上腔静脉造影剂伪影的产生，一方面与造影剂注射的速率有关，另一方面与机器扫描时，造影剂在血管内是否流动有关，即所谓的层流伪影(图1)。对病人吞咽动作、呼吸运动所产生的伪影，可通过扫描前进行提醒和呼吸训练尽量降低乃至消除这方面的影响，提高图像的质量。但是对于小儿、体弱患者，要求屏气并不现实，CT图像运动伪影难以避免。胃肠器官自身

4、蠕动和心脏跳动所产生的运动伪影是不受病人控制的，对于这部分运动伪影而言，最好的策略就是提高扫描速度，但难以完全消除，另外某些情况下应用一个特殊的重建技术－运动伪影的校正(motionartifactcorrectionMAC)算法［1］，可以明显降低或消除运动伪影，得到清晰的CT图像，获得满意的诊断效果。61.2金属伪影人体内外的一些高密度金属物质可引起伪影，多呈放射状或条索状影(图2)，且发自高密度的金属物质。体内金属主要经手术植入所致，如牙齿填充物、手术夹和金属丝线、电极等等；体外金属主要为病人及衣服所携带或遗留在扫描床上，如硬币、发夹、项链、含金属成分的胸罩等等。金属伪影的产生原理

5、是X射线穿过高密度的金属物质后急剧衰减，导致对应的投影数据失真，丧失了周围组织X射线衰减信息。对于体外金属所产生的伪影，最佳办法是向病人解释清楚，取得病人合作去除身上或衣服上金属，同时检查前仔细检查扫描床有无金属异物，这类金属伪影基本可以避免。对于体内金属所产生的伪影，减轻其影响的办法是，薄层扫描抑制其部分容积效应，选择较高千伏值减低其射线硬化影响，另外还可根据金属植入物的位置，选择合适的扫描层面方向，使得扫描平面内尽可能不包括金属植入物。金属伪影的校正软件亦可减少抑制其伪影的影响，采用对引起伪影的投影值进行合成投影插值，克服围绕金属附近区域中的伪影相当有效。2.CT机本身系统有关的伪影

6、包括有部分容积效应，射线束硬化，取样频率等机器固有因素参数都会导致不同类型的特殊伪影。62.1部分容积效应伪影作用于被扫描物的X射线在纵轴方向有一定的厚度，即层厚。同一扫描层厚平面内含有两种以上不同密度而又相互重叠时，则所得的CT值不能如实反映其中任何一种物质的CT值，这种现象即为部分容积效应，表现为带状和条状伪影［2］。这类伪影多出现在两种密度相差较大的器官和组织交界处，后窝颅是这种伪影表现最严重的地方(图3)，主要表现为条状明暗相间的伪影。通常采用减少探测器单元的面积和增加探测器数量来减少部分容积效应对图像的影响，但是探测器单元面积的大小不可能无止境的减少，否则会影响到X射线的使用效

7、率，降低信噪比。因此实际工作中克服部分容积效应伪影最有效的办法，就是采用薄层扫描。如果薄层扫描使得噪声增加过多，那么可将几个薄层相加产生一个较厚的层面，其结果既能降低噪声而又不会产生部分容积效应伪影。此外，图像处理中采用滤波算法也能达到一定效果。2.2射线束硬化伪影CT球管产生的X射线不是单能的，其能谱有一定的范围。穿过被扫描人体的过程中，低能射线最易被吸收，而高能射线较易穿过，吸收系数随X线能量的增大而减少。在X射线穿过人体过程中