西门子Sensation16 CT图像伪影形成与检修

王新治

①莆田市涵江医院设备科 福建 莆田 351111

在CT成像中实际物体被扫描时，重建后的图像中出现了实物中不存在的成份，这种现像称为伪影。MSCT图像出现伪影是因为成像系统某个部分有故障，成像系统是整机的核心部分，要检修这类故障必需先熟知整机结构以及成像系统工作原理。

1 Sensation16CT的成像原理

球管发出的X射线经过准直器滤线与限位后，对人体某部位一定厚度面进行扫描，然后到达球管对侧的探测器，探测器接收透过该层面的X射线后转变为可见光，经光电转换变为电信号进行数据采集和处理，再经模拟数字转换器转为数字信号，并送到计算机的重建单元进行数字处理和重建，再经图像控制系统把图像信号送到显示器[1]。

2 引起图像伪影的外在原因

通常引起图像伪影外在原因有：患者运动、患者身上的金属物以及机房的温度、湿度影响探测器的性能。其内在原因有：球管、准直器、探测器及重建系统等。操作人员要注意控制好机房适宜的温度和湿度，做CT扫描时要让患者安静，并检查好患者随身物件，询问患者的手术史，做好扫描前的良好准备，便可排除外在条件引起的伪影。并在每天进行患者扫描前在Setup下做Calblition。当伪影仍无法排除时需要工程师做系统的检修。

3 图像伪影的检修

3.1 水模校正

进行水模校正是因为辨别图像是否有病变是通过测定其CT值来确定。首先要了解CT值的表达式，CT值=(U物—U水)/U水×1000，U物是物体的衰减系数，U水是水的衰减系数[1]。可见水的衰减系数在系统里是作为一基准，所有的被检物体的衰减系数都要与其作对比，因此水模CT值的准确与否直接影响图像的质量，水模值偏差太大会引起伪影，水模值越接近于零图像越准确。当图像出现伪影时首先需做水模校正并注意：用蒸溜水更换水模中的水，并排空顶部的空气。不良的图像或不明显伪影通过做水模校正能得以排除。通常情况每隔3个月需做1次水模校正。做水模时要观察每个水模图像，测量水模不同位置的CT值，标准的CT值是0，CT值在－3～3之间都属正常。如果水模图像正常则伪影可排除。如果做出的水模图像有伪影须做下一步的检查。

3.2 探测器通道的检测

探测器是由性能完全相同的探测单元排列而成，其功能是将X射线量转换为可记录电信号，通过测量其接受到的X射线量然后产生与X射线量成正比的电信号[1]。西门子Sensation16探险测器共包括42个模块，每个模块有16个通道，任何一个通道损坏都会引起图像伪影，这些通道的好与坏可通过检测软件进行检验，进入检修程序Local Service下输入密码，选Tune up-expert mode-Defetive Channels(坏通道检测)，该程序执行结束后每个通道的情况会显示在校正表上，通道良好显绿色，坏通道会显红色。对个别坏通道的处理方法为：可将坏通道换到探测器的边缘，然后通过软件补偿从而得到较好的图像，还可以封锁该通道来排除伪影。

在图像不良、伪影不明显但又影响诊断的情况下，需进一步做探测器测试DMS-Test，除球管外做射线静态值测试(Offset Image)，该测试是在机架不转与机架旋转2种情况下进行，测出的图像与参考图作对比，探测器的好坏则一目了然。有一套完整的软件可对探测器进行检测，除Offset Image外，还有Popcom Noise、Offset Value、Signal Value、Sepectral Lin、Signal Lin等功能检测。通道错误会引起环状影，在不同位置通道误差产生环状伪影亮度也不同(如图1所示)。

图1 不同位置同一误差引起的伪影

3.3 球管所产生的图像伪影

球管产生的X射线是CT的信号源，球管性能不良或老化同样会产生图像伪影。CT球管是由包括阴极、旋转阳极及真空玻璃壳3部分组成。MSCT中要求X射线管具有连续稳定的曝光能力[2]。球管的基本工作原理是阴极发射的电子轰击在旋转运动的阳极圆环靶面上，电子与阳极靶面碰撞产生电磁辐射，在这个辐射谱中只有部分的X射线用于医学成像[1]。球管内出现杂质或真空度下降，会导致暂时的短路即球管放电[3-4]。对Sensation16可以进入检修模式查看球管的放电情况，偶尔的放电可以不做处理，为了避免球管连续放电，在CT系统中电源装置配备球管放电探测系统，一旦探测到球管放电，会立即暂时关闭球管电源以避免进一步放电，数毫秒后电源又会恢复正常工作，放电期间X光子的输出会明显降低或消失，放电时数据采集和数据重建照常执行，设备配备了复杂的校正系统确保图像的质量。但有一种更坏的情况是由于几乎没有X光子到达探测器，在数据采集中得到主要是噪声，当数据重建时用滤波过程起放大作用使得重建可以观察到与放电有关的条纹伪影(如图2所示)。球管严重放电下扫描头部体模重建出的图像，图中可以看到一系列条纹伪影。球管中旋转阳极的转子不能保持原有的稳定和精度也会造成伪影[5]。当转子抖动扫描头部时造成伪影。球管使用到一定程度，灯丝老化、阳极靶面材料自然损耗会造成管电流不足，该机型球管使用到84万秒次之多时，在管电压为140 kV、管电流为360 mA的条件下扫描，实际上只有316 mA输出(如图3所示)。

图2 与放电有关的条纹伪影

图3 转子抖动扫描头部时造成的伪影

球管扫描空气状态和扫水模时CT值偏差也较大，在这种情况下对患者进行扫描，腹部中间部分会发白，影响诊断[6]。球管老化影响诊断或转子抖动都需更换球管，因为球管价格昂贵，更换前需要进行各方面仔细的检查，排除检测通道、束光器等引起的图像质量下降、图像伪影，要有足够的证据确认球管问题引起的图像伪影时方可更换球管(如图4、图5所示)。

图4 球管扫描空气状态

图5 球管扫水模时的图像

3.4 准直器

准直器的作用是降低患者所受的辐射剂量和确保好的图像质量。Sensation16的准直器可与探测器一起决定层厚。准直器是一种辐射衰减物质，用以限制探测器组件放射线角度的分布，其作用为空间定位，即仅局限于某一空间单元的射线进入探测，而其他部分的射线不能进入探测器，Sensation16准直器中滤射线的特芙蓉要是有裂痕，滤过的射线不均匀同样会产生伪影，这种情况所产生的伪影不明显，会引起水模图像不明显的黑条或黑环，会影响诊断，检修时不能忽视准直器所引起的伪影[7-8]。

3.5 Sensation16系统重建

Sensation16重建系统(Reconstruction)含两柜IRSAQP2，如出现故障系统则会提示重建系统有错误，且不出图像，因此通常不存在重建引起的伪影[9]。但三维重建除外，三维重建的硬件和软件均在计算机图像控制系统中，该机型CT扫描时出的图像正常，但做三维重建时会有一条斜线，对故障前正常图像做三维重建时同样有一斜线伪影，重装软件后故障仍然存在，更换图像控制系统计算机后故障排除[10]。

[1]余晓锷,卢广文.CT设备原理、结构与质量保证[M].北京:科学出版社,2005:30-180.

[2]张瑞禄,万业达.多层螺旋CT诊断与临床[M].天津:天津科技翻译出版公司,2006:1-4.

[3]陈星荣,沈天真,段承祥,等.全身CT和MRI[M].上海:上海医科大学出版社,1994:6.

[4]吴建刚.现代医用电子仪器原理与维修[M].北京:电子工业出版社,2005.

[5]庄伟龙,魏锡安,贾春榕,等.GE Lightspeed VCT环状伪影维修分析[J].中国医疗器械杂志,2010,34(6):462-463.

[6]曹丹庆,蔡祖龙.全身CT诊断学[M].北京:人民军医出版社,2005:3-17.

[7]张聿家,许改芝.S0MATOM DR系列CT机图像伪影故障分析[J].中国医学装备,2005,2(4):45-46.

[8]张卫东,何镜.CT机图像环状伪影表现与检修[J].中国医学装备,2007,4(9):53-54.

[9]刘岩峰,刘岩岳.CT环状伪影故障分析与处理[J].医疗保健器具,2008,15(8):22-23.

[10]刘菁.CT机图像重建故障检修分析[J].医疗装备,2011,24(8):66.