CT偽影故障的分析及處理

郭剛

湘潭市中心醫(yī)院 設備科，湖南 湘潭 411100

CT偽影故障的分析及處理

郭剛

湘潭市中心醫(yī)院 設備科，湖南 湘潭 411100

本文介紹了由CT機器原因產(chǎn)生圖像偽影的分析以及相應的處理方法，旨在幫助影像醫(yī)技人員及工程技術(shù)人員在臨床使用中，對CT偽影有進一步的認識。并采取正確措施矯正或減少圖像偽影的產(chǎn)生。

CT；圖像；偽影

0 前言

在CT機使用中，偽影故障發(fā)生率較高。CT偽影降低了圖像質(zhì)量，給影像醫(yī)生帶來了不必要的麻煩，甚至會造成誤診。產(chǎn)生CT偽影的原因有很多，除了成像技術(shù)及機器本身有關(guān)偽影外，環(huán)境、人為因素也影響著CT圖像質(zhì)量。外界因素,如患者移動,閉氣不夠均勻,攜帶金屬高密物等,掃描域或床上異物等也可導致CT圖像各種偽影。與機器自身因素有關(guān)的偽影，從射線源頭到最終的顯示，任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都會造成偽影，由于產(chǎn)生偽影的原因不同會造成不同類型的偽影，根據(jù)其偽影的不同情況可以分析出故障發(fā)生的部位，從而快速解決故障。下面我們以PHILIPS ULTRAZ這款機型為例，結(jié)合一些實際例子來分析一下數(shù)據(jù)從采集到重建的整個過程中產(chǎn)生偽影的可能。該機圖像采集到重建的框圖，見圖1。

圖1 圖像采集到重建的框圖

從機器高壓發(fā)生器產(chǎn)生正確的高壓和燈絲電壓加到球管上用以產(chǎn)生X射線，經(jīng)掃描野控制器，濾線器，補償器，準直器之后，發(fā)出的正確的層厚的扇形射線，經(jīng)過掃描野內(nèi)物體吸收衰減后被探測器接收。因此，被接收的扇形射線束包含了掃描野內(nèi)物體的信息，在探測器上接受的光信號與射線量成比例，經(jīng)光電轉(zhuǎn)換，形成模擬信號，再在通道板上完成A/D轉(zhuǎn)換，送出數(shù)字信號進行數(shù)據(jù)預處理，形成探測器源數(shù)據(jù)。當然，時序控制、通道控制、床的同步控制、掃描條件和參數(shù)控制必不可少。而對于螺旋掃描，插補功能將螺旋形成的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成普通的軸掃數(shù)據(jù)。而探測器源數(shù)據(jù)的形成相對比較復雜，將計數(shù)字序列和時間字序列的積分周期內(nèi)當前時刻的每個探測器上的射線總量和減去前一時刻的射線總量求差，形成delta數(shù)據(jù)、偏置校準、射線量對數(shù)求和運算、相鄰探測器平均運算計算之后形成了源數(shù)據(jù)，再經(jīng)過數(shù)據(jù)傳輸?shù)街亟ㄏ到y(tǒng)將其轉(zhuǎn)換為每個探測器的原始數(shù)據(jù)進行存儲，并對其經(jīng)行壓縮空氣計算、頻譜計算、插補計算、反投影計算之后，對圖像數(shù)據(jù)進行存儲和顯示，形成了可用于診斷的CT影像。

1 偽影的來源

1.1 射線源形成的偽影

與X線球管相關(guān)的偽影，即噪聲偽影，見圖2。噪聲偽影多由于球管靶面上已經(jīng)被燒壞，造成射線產(chǎn)生不均勻，所以形成水波紋樣偽影，有時給探測器供電的電源損壞紋波過大也會形成此類偽影，但相比這幅圖而言會更均勻，中心不會和周圍有明顯的區(qū)別，其原因顯而易見，靶面上是某處燒結(jié)損壞，而電源則是全范圍的更具有對稱性。對于這種球管靶面損壞造成的偽影，最佳解決方法是替換球管。

圖2 噪聲偽影圖

1.2 束光器、準直器、濾線器等光路上故障形成的偽影

為了提高圖像質(zhì)量，在射線到探測器之間設計有束光器、準直器、濾線器等，統(tǒng)稱為補償器。如果因為其位置不正確，或者因為補償器長期受照射導致受損斷裂，都會給圖像帶來偽影，偽影圖，見圖3。有時候機器內(nèi)油管，電纜因為松動而落入掃描野也會形成偽影，甚至還會因為落入范圍不同而導致掃頭掃體有的又有的沒有，這類故障，因其為實際物體遮擋了光路或缺少遮擋而形成的偽影多數(shù)位置固定，形態(tài)固定，CT值固定，使得判斷相對容易。其在探測器源數(shù)據(jù)上因影響了整個探測器，所以會在等時線上發(fā)現(xiàn)蛛絲馬跡，在機械位置上有所改變 或物理形態(tài)上有所改變，都比較容易用肉眼觀察到變化，易于解決。

圖3 補償器故障形成的偽影

1.3 探測器形成的偽影

這類故障對于固態(tài)探測器來說是比較多見的，判斷也非常容易，出現(xiàn)的位置也非常好判斷，并且有診斷軟件輔助解決，甚至軟件失效時也可以用改變角度的定位片來使偽影居中從而確定其具體位置，更換解決。探測器故障形成的偽影圖，見圖4。

1.4 通道板形成的偽影

該機的通道幾何位置，將機器探測器分為4個象限，對其進行并聯(lián)分時導通以減少通道板的數(shù)量，因為損壞的是通道，所以表現(xiàn)得像4個互相垂直方向形成的偽影，可觀察到有網(wǎng)格、布紋樣偽影，見圖5。用診斷軟件可以精確定位。如果軟件失效，直接逐個更換即可。有時更換無效時，多考慮連線問題。同樣是通道問題，有時會是探測器母板損壞，這將造成大面積探測器不能工作，因其并聯(lián)，所以共用的電源會發(fā)生問題，會使更多的探測器不能正常工作，因空間狹窄，測量和更換都比較不方便，可從電源測量入手，用逐個拔插供電的方式定位更換。

圖4 探測器故障形成的偽影

圖5 通道板故障形成的偽影

1.5 數(shù)據(jù)預處理板形成的偽影

因板子比較多，損壞的部位不同，也會形成不同的偽影，但更多是因為掃描過程有問題，無法掃描，機器提供的診斷軟件一般能比較好地定位這類故障。

1.6 數(shù)據(jù)線形成的偽影

數(shù)據(jù)線因鼠咬、腐蝕、踩踏、受拉伸等原因造成屏蔽不良、或某根線損壞、或接口接觸不良等損壞后，形成的偽影千奇百怪。用診斷軟件診斷時可能會報出各種錯誤，有時候甚至報不出錯誤，在源數(shù)據(jù)上觀察，也會有這樣那樣的現(xiàn)象，沒有確定的規(guī)律，屬于比較難于定位和易于與圖像預處理系統(tǒng)形成的故障相混淆的情況，是維修中比較難于診斷的一類辦法，比較快速有效的方法就是在遇上此類怪異圖像故障時先用一根備用的數(shù)據(jù)線代替判斷，以此排除線的干擾。

1.7 重建系統(tǒng)形成的偽影

多發(fā)生在AP、BP板上，形態(tài)上比較明確，同時伴隨著CT值的大幅改變，比較容易判斷。在實際工作當中,發(fā)現(xiàn)由AP板引起的偽影多為同心圓，見圖6。而BP板引起的偽影一般為CT值偏移,圖像對比失調(diào)。圖像重建工作流程大致為采集數(shù)據(jù)—磁盤—內(nèi)存—重建(AP、BP、CPU)—內(nèi)存—磁盤—顯示,計算機系統(tǒng)本身工作正常，重點在AP、BP，利用測試程序?qū)P、BP板自檢，對故障板進行更換和維修。

2 小結(jié)

圖6 重建系統(tǒng)故障形成的偽影

形成偽影的原因很多，當操作人員發(fā)現(xiàn)掃描出現(xiàn)偽影時，注意觀察偽影的出現(xiàn)與時間是否有關(guān)系，是恒定的，還是偶爾出現(xiàn)，是否僅在特定的區(qū)域出現(xiàn)，是人體掃描時出現(xiàn)還是人體和水模掃描時都出現(xiàn)等等，首先應該判斷是機器自身因素還是外界因素。如果判斷為機器自身因素，再根據(jù)現(xiàn)象進行分析，找出原因快速解決問題。各醫(yī)院臨床科室對CT的使用量很大，機器的老化、球管老化和機械磨損是偽影形成的重要原因，臨床工程師應加強對CT進行定期的維修保養(yǎng)，對保證圖像質(zhì)量有著重要意義。

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Analysis and Troubleshooting of CT Image Artifact

GUO Gang
Equipment Department, Xiangtan Central Hospital, Xiangtan Hunan 411100, China

TH774

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2012.06.049

1674-1633(2012)06-0132-03

2011-09-04

作者郵箱：guogang0909@yahoo.com.cn