CT影像伪影产生原因及消除方法探讨

张磊

河南省南阳市中心医院CT影像科，河南南阳473000

CT影像伪影产生原因及消除方法探讨

张磊

河南省南阳市中心医院CT影像科，河南南阳473000

随着医学技术的发展，CT成像技术越来越成熟，图像越来越清晰，在临床上得到了广泛的肯定和应用，为一些疑难疾病的确诊提供资料支持，并参与疾病的诊断和治疗。但在工作中，由于射线硬化效应、容积效应、金属物的干扰、患者在检查时移动、扫描参数设置不当、设备故障等原因，容易导致CT影像产生伪影，影响临床诊断准确性，甚至造成误诊。临床可通过应用检查技巧、协助患者摆放体位、科学设置扫描参数、定期校对探测器和准直器、后期计算机处理等方法来消除伪影的影响，以提升CT影像质量，提高疾病检出率，为临床医师对疾病的确诊和治疗提供可靠依据。

CT；伪影；影像质量；消除方法

近年来，CT技术在临床上的应用越来越广泛，不单单作为一项辅助检查手段，而且在疾病诊断和治疗中发挥着重要作用。清晰的影像能够为临床医生提供直观、准确的诊断信息，提高诊断准确率，并且还能够为肿瘤分期、定性提供依据，为某些治疗提供精确定位，大大提高治疗效果。CT设备成像原理较复杂，硬件部件与软件，任何一部分出现问题，均可影响影像质量；伪影是影响CT影像质量最常见的因素之一。伪影形式多种多样，可表现为放射状、直线状、环形状、不规则状等，与病灶表现十分相似，如不加以鉴别，极易造成漏诊或误诊，甚至导致医疗事故发生［1］。如何消除伪影，提高CT影像清晰度，是CT技术领域一直研究的热点和目标。虽然CT影像伪影不可避免，但仍可以通过一些拍摄技巧、后期处理等手段，尽可能避免或减少其发生率。该文将对CT影像伪影产生原因进行总结分析，并提出一些消除伪影的方法与技术，为临床工作提供借鉴。

1　CT影像伪影产生原因分析

1.1射线束硬化效应

由于目前临床上使用的CT设备均采用球管作为X射线源，其在工作时发射出能量范围在40～140 KeV的多色谱射线，射线在照射人体组织时，产生光电效应，能量较低的线束易被照射物质所吸收导致衰减，造成放射线束硬化效应，使伪影产生。射线与组织发生光电反应的发生率与原子系数有关，原子系数越高，其与射线发生光电反应机率越高［2］；若在同一扫描层上存在不同密度的组织或物体，射线会产生较多的衰减，比如CT射线束在同一扫描层中，组织与骨骼间会存在衰减差别，骨骼区衰减要明显大于其他软组织，造成伪影的产生。由于放射线束衰减路径长短不同，其硬化程度也不相同；一般情况下，与扫描中心较近的射线，其硬化程度较轻。反之，与扫描中心距离较远的线束，其硬化程度较高。另外CT发射的X光子在转化成γ光子时的衰减系数会产生较大误差，导致校正过度而产生伪影。射线束硬化所产生的伪影主要有环形伪影、带状伪影等。由于射线距离扫描中心远近，重建后易产生环形伪影；在增强扫描时，高浓度血管周围可产生带状伪影；在骨骼周围，如头骨扫描时，若出现线束硬化，可产生亨氏暗区。

1.2容积效应产生的伪影

容积效应指的是正常组织放射损伤与组织受照容积之间的相关性。在人体组织被扫描时，X射线穿透机体过程中，由于被不同密度的组织或骨骼等所衰减，同一扫描层中的不同密度组织使射线强度发生改变，导致设备探测器所接收到的检测数据不能真实反映照射物质，一半检测数据是高密度CT值，另一半则是低密度CT值，这些数据再被由探测器传输到系统的过程中发生位置变化，使高密度组织中的低密度病灶CT值升高，低密度组织中的高密度病灶CT值变低，导致来自探测器的检测数据只能反映被照射区域的平均值，不能精确到具体细小部位，使最终CT影像产生伪影［3］。因为容积效应所产生的CT伪影，多为宽带状伪影、环状伪影或明暗区，具体形态主要取决于扫描平面与扫描对比Z轴的相对位置。

1.3金属伪影

CT发射的X射线扫描照射时，遇到不同密度的组织或物体时，会发生衰退，线束硬化，导致相应的CT投影数据失真，产生金属伪影。因为不同密度、不同尺寸的金属物体，吸收X射线的能力不同；如高密度金属能够遮挡大部分X射线，进而使探测器接收不到CT扫描信号；低密度的金属物吸收一部分X射线，使探测器收集到的扫描信号减弱，CT数据不能准确反映扫描物体，造成伪影的产生。如患者佩戴的项链、耳环、发卡、金属义齿、衣服金属纽扣、拉链等均可产生金属伪影；另外，如果患者曾经接受过人工关节置换，心脏起搏器置入，外科整形等治疗，其置入物体在接受CT扫描时也会产生伪影，一般情况下，这种伪影对经验丰富的诊断医师不会造成诊断干扰，但如果恰巧进食植入物在CT扫描时与病灶扫描投影重叠或连接，就有可能影响对病灶的判断，造成漏诊或误诊。

1.4患者在扫描时移动产生的伪影

运动伪影的产生机理与射线衰减不同，主要是由于被扫描者发生位置移动造成的CT扫描投影数据不一致所引起的。伪影形式主要为条状模糊阴影或成片阴影，轮廓线模糊不清，出现双轮廓线等。运动伪影根据患者移动的类型可分为自主运动伪影和不自主运动伪影［4］，自主运动主要是被检查者由于疾病烦躁、帕金森综合征、婴幼儿不配合的哭闹移动、体位不适而瞬间移动等；不自主运动主要是指患者的呼吸运动、心跳、胃肠蠕动等维持机体代谢和生命活动的正常运动。由于CT扫描时信息采集需要一个时间，而患者是正常自由呼吸，就会造成在同一个扫描周期内包含多个呼吸周期和心跳活动，患者胸肌、胸廓的不断变化，使扫描数据也跟着变化，最终导致图像位置匹配出现误差，导致伪影的产生。同理，胃肠蠕动在时刻进行，并且胃肠道内含有气体，在蠕动过程中会发生位置偏移，加上呼吸运动的干扰，很难使被扫描部位完全静止不动，导致图像匹配错误，产生伪影。

1.5扫描参数设置不当产生的伪影

主要是指在进行CT射线扫描时，扫描参数设置过低，当遇到患者过度肥胖，或者病变组织密度增加，导致扫描射线不能完全穿透被扫描组织，致使探测器接收到的光子信号减弱，甚至不能接受到光子信号，表现出噪音伪影。

1.6设备故障所产生的伪影

一个完整的CT成像需要CT设备多部件的共同运动协助加以后期软件处理所得，因此任何一个部件出现故障均可能影响影响质量。比如扫描床故障时，扫描床的进度不稳定，导致被扫描物体出现类似活动所得伪影；如球管老化时，导致其性能不稳定，在高低电压切换时产生的X线量子减弱，增加影像噪音伪影；探测器更是CT设备的重要元件，一旦其发生故障或性能发生偏移，将直接影响扫描数据的接收与传递，将产生影像伪影。

2　CT影像伪影消除方法

2.1做好检查前的健康宣教与协助指导

因为CT扫描时根据扫描部位不同，患者需要采取多种检查体位，并且在检查时需要患者家属离开患者，容易使患者产生恐惧感，特别是老年患者和婴幼儿患者，不能很好配合检查，扫描体位不能固定不动，容易造成移动伪影。对此，在患者检查前应对患者及其家属进行检查相关健康教育和指导，告知检查步骤，注意事项，配合要点，使其对扫描检查有一个系统的认识，积极做好检查配合工作，在扫描时尽可能克制自己，避免自主运动所产生伪影机率，提高影像质量。同时，检查者应在扫描前或扫描间隙协助患者摆放能够满足检查需要的体位，并嘱其尽量保持不动，在扫描结束，得到满意扫描数据后，第一时间通知患者扫描结束，可以移动肢体；对于意识不清或婴幼儿，必要者需应用镇静药物，并有家属陪护，协助约束患者。对于存在金属植入物者，检查前应详细了解患者疾病史，告知尽量去除衣物上金属纽扣、拉链，耳环、项链等首饰，避免金属伪影的产生，对于起搏器等植入物患者，可通过选择合适的扫描层面，尽可能的通过多角度、多层面对病灶进行扫描，将金属植入物排除在影像之外，达到去除金属植入物造成的伪影。

2.2应用检查技巧，借助检查工具

CT扫描检查针对不同患者、不同检查需要可有多种检查技巧，应用检查技巧和经验能够得到更加理想的影像结果，提高图片质量。比如采用薄层扫描技术减少同一体系内含有不同密度的物体产生的容积效应，也可消除周围间隙现象产生的伪影［5］。另外，还可通过借助一些辅助工具来消除伪影，如在射线与人体之间放置滤波器，对射线进行过滤，使其能量均匀，以补偿射线硬化产生的伪影；同理，在对头颅进行扫描时，可用水袋缠绕头部，均衡射线能量，消除伪影。对于意识清醒患者，可通过与其有效沟通，教会其屏气，来消除运动伪影；也可选择合适的扫描起始角度来降低金属植入物所产生的伪影。

2.3科学设置扫描参数

扫描参数主要包括管电压、管电流、旋转时间、螺距及螺旋因子等；管电压越大，射线越多，能量越大，通透力越强，成像分辨率越低，相反，管电压越小，其光电效应越强，空间分辨力越低，成像密度分辨率越高。管电流越大，X线辐射剂越大，成像信噪比越高。比如对于肥胖患者，应适当调整管电压和管电流，提高射线穿透力；对于不能配合扫描的患者，可适当缩短扫描时间，提高设备的时间分辨率；对于有不可避免扫描的金属植入物，可通过设置适当的金属图像阈值，然后采用差值生成影像；对于扫描时间长，患者运动可以忽略的检查，可适当增加剂量和投照采样来改善影像质量。但需要注意的是，扫描参数的设置应根据扫描部位和成像要求来合理选择，找到各参数的最佳平衡点。

2.4后期处理和定期校对、检修设备

一些伪影可通过借助计算机后期处理而得到改善，比如通过测量建立校正表，对投影数据进行后期处理重建；运用临近角度投影插值来弥补数据丢失；运用软件校正补偿由于射线能量变化而造成的不均匀性［6］。定期对设备进行维护保养，检查球管是否老化，是否出现打火现象，转子旋转是否平稳，探测器散热是否正常，有无异物，连接电缆是否牢固，怀疑扫描床故障时，应立即报修；每日开机时做一次空气校对和水膜校准，定期校对准直器；以免因设备故障及环境因素而产生CT影像伪影。

3　结语

CT影像伪影形成复杂多样，产生伪影的原因较多，以目前的技术水平，并不能完全避免或消除伪影，只能通过科学手段及操作经验来尽可能地降低伪影发生率，提高CT影像质量。CT室诊断医师及临床医师应具备鉴别CT影像中常见伪影的能力，对伪影地特征及形式有一个全面的了解，排除因伪影对临床疾病的诊断，避免误诊或漏诊的发生。该文通过对临床中CT影像常见伪影发生原因进行分析，总结消除伪影的方法，对临床诊断与治疗具有重要意义。

［1］赵传军，王烈伟.CT图像伪影及其解决方案［J］.中国医疗设备，2014，29（4）：166-167.

［2］杨震，杨树欣，高磊，等.CT图像伪影消除技术的研究［J］.中国医学装备，2015，12（2）：334.

［3］陈红.CT成像质量影响因素［J］.中国卫生产业，2014，2（4）：197-198.

［4］陈泽龙，赵春雷，王志敏，等.PET/CT图像伪影初探［J］.中国医疗设备，2014，29（3）：164-167.

［5］马继明，宋岩，王群书，等．X射线CT环形伪影去除方法［J］.强激光与粒子束，2014，26（12）：183-188.

［6］周意超，谢明元，杨玲，等.CT环状伪影矫正方法的改进研究［J］.四川大学学报：医学版，2016，47（3）：420-424.

Study on Cause and Eliminating Method of CT Imaging Artifact

ZHANG Lei
Department of CT Imaging，Nanyang Central Hospital of Henan Province，Nanyang，Henan Province，473000 China

With the development of medical technology，CT imaging technique is more and more mature，and the imaging is more and more clear，which is widely recognized and applied in clinic，and it provides data support for the confirmation of some serious diseases，and participates in the diagnosis and treatment of diseases，but in work，CT imaging is easy to produce artifacts due to beam-hardening effect，volume effect，metal interference，move of patients at the time of examination，improper setting of scanning parameters and equipment trouble，affecting the clinical diagnosis accuracy and even cause misdiagnosis，and the clinic can eliminate the effect of artifacts by applying the examination skills，helping patients place body positions，scientifically setting the scanning parameters，regularly proofing the probe andcollimator and post computer processing thus improving the CT imaging quality，improving the detection rate of diseases and providing reliable basis for the diagnosis and treatment of diseases of clinical physicians.

CT；Artifact；Imaging quality；Elimination method

R445

A

1672-5654（2016）10（a）-0196-03

10.16659/j.cnki.1672-5654.2016.28.196

张磊（1983.3-），男，河南南阳人，本科，医师，研究方向：影像诊断。

（2016-07-05）