CT伪影的消除.doc

CT伪影的消除 指导教师:王世伟教授 教師指導:王世偉教授 段安琪中国医科大学93期10班 077023 辽宁 沈阳 110001 中国医科大学93号10 077023 遼寧 瀋陽 110001摘要：CT是断面图像，可对人体的复杂结构进行成像，普通X线平片是用二维图像显示三维结构，对重叠的结构（如在胸部）常难以分辨， CT则能较好地解决此问题。另外CT的密度分辨率高，它可以显示X线平片不能发现的病变。 关于CT伪影的两个例子进行主要讲解。断环状伪影的故障范围，除常规的软件检测分析外，有一种直接有效的方法进行介绍。西门子新双排螺旋CT SPIRIT参数，不同类型的伪影在CT伪影中的不同之处。要旨CT断面画像、人体複雑構造対像形成、普通X線切引分2次元画像使3次元構造表示、重合構造（胸部）対常見分、 CT良問題解決。他CT密度解像度高、X線発見病理変化引分表示。 CT偽影例関主要解説行。環状偽影故障範囲切、常規検査測定分析以外、紹介行1種直接効目方法。新双螺旋CT SPIRIT並、異偽影CT偽影中違。 CT（computed tomography）是一种功能齐全的病情探测仪器，它是电子计算对于X射线断层扫描技术简称。CT的工作程序是这样的：它根据人体不同组织对X线的吸收与透过率的不同，应用灵敏度特别高的仪器对人体进行测量，然后将测量所获取的数据输入电子计算机，电子计算机对数据进行处理后，就可摄下人体被检查部位的断面或立体的图像，发现体内任何部位的微小病变。CT是目前广泛使用的一种X线检查仪器，随着医学的科学技术的发展，CT被越来越广泛地应用于临床医学中，它是在1895年伦琴发现X线之后，在X线诊断方面的最大突破，CT是近代飞速发展的电子计算机技术和X线检查摄影技术相结合的产物，它通过X线管环绕人体某一断层面的扫描测得该层面各点吸收X线的数据，然后利用电子计算机的高速运算及图像重建，求得该断层面图像，综上所述，CT图像的产生大致分为扫描、采集、重建运算及图像显示几个程序，这些工作流程的正常与是否直接影响最终正确图像的产生有着密切的关系。影像是诊断疾病的依据，是CT扫描机发展的最终目的。伪影，顾名思义，是不准确、不真实的影像，不能真实反映断层影像，伪影的产生因素非常多，大致分为两大类，一为外界因素，如患者移动，闭气不够均匀，携带金属等高密物，扫描域或床上异物等均可导致CT图像各种伪影，这些伪影很好鉴别、避免；另一类为机器因素，像部分体积效应，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，这是CT影像固有的物理现象，这类伪影有着明显的特征，CT技师很容易鉴别确认；第三类是机器故障导致图像不正常或完全异常，必须能迅速准确分析排除。讨论：在CT伪影中，探测器应选用高压电源，当机架静态时良好，动态却出现很大偏差，是比较罕见的故障，给检测判断带来很大困难。在检修该故障时，开始一直把着眼点放在DAS相关板件上，耗费了许多时间。所以，在遇到类似故障时，机架相关电源的动态测量也是相当重要的，必要时还要检测其波形，看输出电压质量是否达到要求。 CT伪影的举例说明：1 伪影一现象 扫描头颅时，图像区域出现少许斜线(Sreak Lines)，扫描空气图像类似一个打了多个折的幕布。分析与处理 利用计算机将存储于磁带上的标准水模的原始数据和空气校准数据重建(相当于正常采集扫描的数据传入磁盘)，通过图像正常与否判断故障所在，若正常，表示计算机系统正常，故障在扫描采集部分，反之为重建显示不正常。将标准水模原始数据及空气标准数据传人磁盘，重建该区数据，图像正常，由此判断故障在数据采集系统中，而计算机系统正常，用DITA(原始数据查看工具)，观察头颅原始数据，经放大显示仔细找出45、345、645、945四个通道均有一小段异常，这4个间隔300不在一个探测器模块(Detector Module)的通道同时异常，单个探测器及其模块不会有故障，而对探测模块输出频率脉冲信号进行处理的信号处理板(Sigal Conkitioning Card)，对每4个间隔300的通道是共用同一电路，查图(DT61G145)，可知45、345、645、945信号由V9输出，将该片子更换后，扫描图像正常。 2 伪影二现象 扫描当中，经常出现错误D，最终像出现伪影，呈波纹状，或多或少，有时接近正常。分析与处理 重建标准水模原始数据后判断故障在数据采集系统中，用DITA观察原始数据，空气表现为一段正常，一段全黑，头颅或其他实体一段无明显异常，一段变暗，结合错误D，打开扫描架前盖，对于管前X线处理装置(包括准直、补偿、光栅、滤线)，发现补偿器时转时停，用维修小车(Maintneance Panel)作一个控制字OV传送，其值分析为A047/A147/A247，补偿器无相应动作，观察状态字07 内容 ，第9位和第10位数据闪烁不定，由此分析，非本身 问题 ，而是控制电路问题，查图(DT61E282)可知，补偿器(Compensator)由Misc板中F15输出，DFS1、DFS2、DFS3，控制其动作，其值分别为0、1、0时，补偿器处理全野位置，将相关集成电路(F157AC5240，G1674C14)更换后，开机数秒后补偿器停止，扫描图像正常。 环状伪影为第四代(旋转扫描)CT的常见故障，一般为数据发生系统、数据获得系统和数据处理系统故障所致。判断环状伪影的故障范围，除常规的软件检测分析外，有一种直接有效的方法，现列成下表： 根据网站资料得表：检测方式故障范围常规扫描图像Scout图像rowDATA重建图像数据发生系统环状伪影条状伪影无伪影数据获得系统环状伪影可变可不变无伪影数据处理系统环状伪影不变环状伪影其他比较方面（螺旋CT和普通CT的比较）：螺旋CT是现代CT技术的主要进展之一。普通CT在做胸部、腹部和盆腔扫描时，每次扫描病人均需屏气。CT球管复位时，检查床进到下一个位置以便扫下一层面，在采集下一幅图像时需要病人屏气。若病人在每次扫描时屏气深度不一，一部分所检器官（如肝脏）可以根本没有扫到，小的病变因此而不能发现。此问题在螺旋CT得以解决，问题的解决是根据电学的滑环原理，螺旋CT扫描时扫描架内没有需要解除缠绕的限制电缆，球管不需复位，这样屏气时调线球管可以围绕着病人不停地旋转来采集信息资料。扫模型时出现环状伪影，扫Scout图像无伪影，用rowDATA重建，图像良好。由此可确定故障在数据获得系统。1.RUN SUDS程序，无论offset或CAL2其平均值与标准差，各通道都在要求范围内。2.检测DAS电源，+15VDC、+5VDC正常。3.检查探测器高压电源为+500VDC正常。4.检查探测器压力，偏差为81.2%，正常。RUN CAL后图像良好，但扫描二十层后，又出现多层同心圆环状伪影。再作如下检查：1.检查DAS 1/0板，正常。2.将DAS相关板件取下，检查清洁后，逐一插好。再RUN CAL，扫描二十层后仍出现伪影，但Scout图像始终无伪影。综合所有故障现象及检测情况后，得出扫描架不运动，就无伪影的结论，感到故障检测难度较大。1.将DAS电源分别用软蕊长导线引出，手动方式使扫描架旋转，该三组电源输出稳定。2.用上述方法检测探测器高压，发现当扫描架旋转时，高压在+452VDC498VDC范围内波动。最新设备简介：西门子新双排螺旋CT SPIRIT参数机架系统 扫描方式：双层螺旋扫描（ 2幅图像/ 360） 滑环类型：低压滑环 机架孔径：70cm 机架倾角：25，可遥控； 每层数据采样率：1000个/秒每排探测器通道： 1344个信号传递方式：射频信号传递 检查床垂直升降范围：4583cm检查床可扫描范围（无金属）：145cm） 床面定位精度：0.25mm 床面移动速度: 100 mm/s 床载重量: 200 KG X线系统 高压发生器功率：26 KW 球管阳极热容量：2.0 MHU 球管散热率：500 kHU/min 管保用次数：13 万秒 球管管电压：80130 KV 球管最大管电流： 180 mA 计算机系统 内存：2GB 计算机主频： 3.2GHz硬盘: 109GB图象存储量: 120,000幅 (512X512不压缩的图象) 主机一体化标准光盘存储 图像处理器：3.06GHz标准DICOM30接口：标准配置，具备以下功能 - 发送接收 - 查询检索 - 基本打印功能 - 网络(HISRIS) - 存储 - DICOM产品执行程序指示软件 扫描参数 扫描时间： 0.8秒/360度 全周螺旋扫描层数: 2层/ 360度 最小扫描层厚：1 mm 扫描野： 50cm 螺旋扫描图像重建时间： 1 秒 (512x512矩阵) 最长一次螺旋扫描圈数：75圈 单次连续螺旋扫描最大范围：145cm空间分辨率： 15.5 lp/cm （0MTF） 可视密度分辨率：3mm/0.3% /100mAs/19.7mGy 2.4.10 螺矩：1-4，无级可调 CT 值 拓 展 范 围（ 去 金 属 伪 影）:10240 30710 自动语音指令录制: 30条 具有自动照相系统 患者屏气指示灯：标准配置 自动患者摆位 三维容积测量软件：虚拟摄片预排版：不对称不规则摄片编排：不同病人的扫描图像可以在同一屏上分屏电影回放对比观察：不同病人的扫描图像可以在同一屏上分屏对比观察(如左右分屏、或上下分病)，最多3个不同病人图像同屏显示：实时智能剂量调节软件包,并能使用于所有部位扫描(头、肩、胸、腹部、盆腔等) 所有得到的伪影可跟踪到CR设备的各种部件，如：涉及到X线摄影条件、成像板、读取装置扫描、影像读取、图像处理、激光打印，以及操作者错误等各个方面。因此，对于操作者来说，首先要能够识别伪影产生的原因，然后才能够消除。其次，对于IP扫描的操作者来说要对扫描装置、IP进行预防性定期保养，去除灰尘，避免闲杂人员进入操作间，保持操作间的空气清洁则可去除大部分伪影，再其次，就是操作者一定要规范作业，还有，要应加强网络管理，避免病毒的进入。总之，伪影在CR影像上与传统的相比方式上存在不同，如果CR系统使用者们能意识到这些伪影产生的可能性，实行预防性定期保养制度和规范作业，那么这些伪影将较容易地、有效地被消除，并可使伪影减少到最底。部分容积伪影主要出现在偏离扫描野中心的高密度物体周围，其原因主要是探测器在不同方向上采集到的信息不一致；风车状伪影是由于螺旋内插算法在重建图像时出现周期性误差形成的，它与螺距值正相关；锥形线束伪影是因为射线束的锥形角过大，常出现在外侧探测器采集的图像上；栅形伪影是由于探测器在单方向上接收到的X线光子严重不足，常出现在肩部、上胸部和盆腔。斑马伪影是由于射线剂量在Z轴方向上分布不均匀，在偏离中心的物体上和螺距大于一的情况下会表现的更加明显。偏中心伪影是由于滤过场与扫描部位大小不匹配造成X线强度分布不均造成的，常在扫描物体偏离中心较远的情况下出现；机架倾斜伪影是由于机架倾斜时造成图像的中心偏离扫描物体的中心轴而形成的的情况。 总之，我们应当理解CT的伪影机理，从而有助于操作者在日常工作中注意预防和减少伪影的发生，提高诊断图像的质量，让我们的医疗事业更好、更快的发展！参考文献：/html/2008-08/115358.htm/grid2008/detail.aspx?filename=YLSX200604001&dbname=cjfd2006/periodical/periodical.articles/ylzb/ylzb2000/0002/000241.htm/biotech/Equip/fixe/imge/2007/9821.html/yxwz_view.asp?id=214/html/keyanlunwen/CT/20070926/359.html/Clinical/071214/16452181-2.html/competition/shebei/article/list.asp?id=15Influence of Image Acquisition Parameters on CT Artifacts and Polyp Depiction in Spiral CT Colonography: In Vitro Evaluation1 ( Bruce R. Whiting, PhD, Elizabeth G. McFarland, MD and James A. Brink, MD)Analysis of titanium induced CT artifacts in the development of biomechanical finite element models. (C . Zannoni)Stair-step artifacts in three-dimensional hel