CT图像伪影及处理方法.doc

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1、CT图像伪影及处理方法【摘要】介绍了CT常见图像伪影、产生原因以及相应的处理方法，旨在帮助影像医技人员及工程技术人员对CT伪影有进一步的认识。【关键词】CT；图像；伪影CT图像伪影是指CT图像中重建数据与物体实际衰减系数之间的差异，或指的是受检体中根本不存在，而图像中显示出来的影像。根据CT图像伪影的来源，可以分为：与CT成像技术及CT机器有关的伪影、病人有关的伪影以及螺旋CT特有的伪影。CT图像伪影严重降低了CT图像的质量，有时让放射科医生无法诊断或引起误诊，甚至导致医疗事故。1与CT成像技术及CT机器有关的伪影1.1线束硬化产生机制：X

2、射线不是单能的，是包含一系列频率的波动。当连续谱能的X射线经过人体时，能量较低的X线优先被吸收，高能量X射线较易穿透，在射线传播过程中，平均能量变高，射线逐渐变硬，称之为线束硬化效应。CT所建立的图像，是物质的衰减系数在人体的横断薄层的分布情况，即相当于人体组织密度的分布情况。射线硬化就相当于降低了物质的吸收密度，必然会影响CT图像的质量。形成伪影：线束硬化会产生暗带和条状伪影，杯状伪影两种类型的伪影。前者是指当X线球管沿着不同的方向对某一物体进行扫描时，在密度不均匀组织横断面图像上的两个致密结构之间（例如颅底岩骨间（图1），或者是出现在注

3、射对比剂后的造影剂浓度不同的血管间（图2））会出现暗带和条纹伪影；后者是指均匀物质中间的CT值比边缘部分的CT值低，造成中间黑、边缘白的情况。减少伪影的方法：①配置的X射线过滤器；②线束硬化矫正软件来减少线束硬化；对颅底伪影，也可以通过操作者采用薄层扫描以减少。1.2部分容积效应产生机制：在同一扫描层面内含有2种以上不同密度而又相重叠的物质时,则在同一个探测器上有着多种密度的检测数据，输出信号为检测数据的平均值，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。形成伪影：部分容积效应对图像的影响一般是带状和条状伪影

4、。在Z轴方向解剖结构变化快、复杂的部位容易发生部分容积效应，如在扫描后颅窝时，常常会出现的条状伪影就为部分容积效应所导致。减少伪影的方法：①最有效最直接的方法是采用薄层扫描（例如图3是采用7mm厚层，图4是采用2mm厚层，图4图像质量明显好于图3）；②用软件矫正的方法。6图3采用7mm层厚扫描图4采用3mm层厚扫描1.3光子不足产生机制：扫描高度衰减的区域或参数选择不正确（如较低的mA）时，会产生严重的条纹伪影。这主要是由于穿过病人到达探测器的光子不足,也就是探测器采集的样本不足，图像噪声过大产生所导致。在CT图像的预处理过程中，投影噪声和

5、测量光子成反比，光子越少，噪声越大，滤波后投影噪声被进一步放大。在CT图像的重建中，反投影过程将这些波动非常明显的采样映射为图像中亮或暗的直线,形成严重的条纹伪影。形成伪影：光子不足导致的伪影是严重的条纹，在图像中表现为或亮或暗直线。在人体组织体积体积较厚、对X线有高度衰减的的部分，比如心脏附近、臀部和肩关节，尤其是肩关节（图5）。减少伪影的方法：光子不足的条纹伪影可以有多种方法抑制。如在扫描过程中增加管电流，将会克服光子不足这一问题，但是当线束经过较少衰减部位时，病人将会接受不必要的剂量。为此，现在的CT机上一般有管电流调制技术（如图6所

6、示，体层薄部位采用低电流，在体层厚的部位采用高电流）和自适应滤波法技术。另外，注意病人摆位、优化扫描参数也可以有效克服光子不足引起的伪影。1.4环状伪影产生机制：在第3代CT中，会由于一个或多个探测器通道性能差异而出现同心圆环形或圆弧伪影。如果连续若干相邻的通道存在差异,伪影以带状形式出现在图像中。假如某个探测器由于数据差异，逐渐偏离了正常CT值，那么每一采集帧被反投影为一条直线，在整个采集中持续存在误差产生一组到旋转中心距离固定的直线,直线尾部被抵消而形成一个环。形成伪影：在常规投影中，每通道误差代表固定强度的一条直线，环形伪影的强度是由

7、固定通道误差所产生的，无论对于平行的X线束还是扇形X线束，它反比与于圆环半径。靠近中心的探测器误差最大，所产生的圆环信号最亮，靠外周的探测器误差越小，所产生的圆环信号越暗。减少伪影的方法：①完善数据采集和处理系统，不同CT厂家有各自的技术流程；②图像后续处理。1.5散射伪影产生机制：X6射线在穿透人体的过程中同人体组织的原子间发生了比较复杂的相互作用，如光电效应、康普顿散射效应和电子对效应。散射光子通常偏离原射线的传播路径而被其它的探测器接收，这导致探测器接受的信号有一部分来源于散射，得到的信号偏离了X线强度的真实值。形成伪影：散射效应降低

8、了图像的对比度，增加了噪声，在图像中表现为低频条状伪影，如图9。减少伪影的方法：①使用准直器；②软件校正技术（图10）。1.6欠采样伪影产生机制：根据香农定律，为了避免产生混淆，