河北大學附屬醫院 放射科,河北 保定 071000
計算機X線攝影(CR)膠片中偽影產生的原因及解決辦法
李會超,孫飛,丁帥,侯海潮
河北大學附屬醫院 放射科,河北 保定 071000
目的找出偽影產生的原因并采取相應的解決方法,減除偽影,提高CR影像質量。方法收集顯示有偽影的CR膠片243張,分析偽影形成原因并探討相應的解決方法。結果共找到13種偽影產生原因,如IP不潔產生的偽影、IP自身生成的偽影、熒光物質老化產生的偽影等,且每種偽影的消除方法也已探討出來。結論針對性的解決方案能夠有效減除偽影,提高診斷質量。
CR偽影;成像板;熒光物質;激光掃描器和信號傳輸器;曝光劑量;濾線柵;散射線;邊緣增強;激光打印機
隨著計算機X線攝影(Computed Radiography, CR)在臨床上的廣泛應用,偽影在CR影像中出現的概率及其種類逐漸增多,受到了醫學影像界的高度關注。偽影是影響CR影像質量的主要原因,消除偽影是提高影像質量和保證診斷質量的關鍵。本文結合實際對CR影像中的偽影進行了總結分析,逐一找到了每種偽影產生的原因并提出了相應的解決辦法,有效提高了CR影像質量及診斷質量。
(1)材料:我科2005年9月~2010年6月CR檢查中顯示有偽影的照片243張。
(2)系統設備:Kodak DirectView CR950及CR850 IP影像讀取裝置,Kodak DryView 8900 LASER IMAGER激光打印機,Kodak DirectView CR激光片。
(3)方法:與柯達(現銳珂)工程師共同分析、總結偽影產生的原因,并探求減除偽影的方法。
各類CR照片中偽影產生的原因及表現歸納如下:
①成像板(Imaging Plate, IP)不潔產生的偽影24張,占9.88%;② IP自身偽影18張,占7.41%;③熒光物質老化產生的偽影23張,占9.47%;④ IP受灰塵污染產生的偽影39張,占16.05%;⑤激光掃描器和信號傳輸器部件灰塵造成的偽影17張,占7.00%;⑥激光掃描器的遮光器漏光導致激光器進光量增加產生的偽影2張,占0.82%;⑦曝光劑量不合適(過大或過小)產生的偽影51張,占20.99%;⑧濾線柵使用不當產生的偽影30張,占12.35%;⑨散射線偽影21張,占8.64%; ⑩ 邊緣增強產生的偽影7張,占2.88%;? 激光打印機棱鏡產生的偽影5張,占2.06%;? 激光打印機中激光器的其他反射鏡產生的偽影2張,占0.82%;? 激光打印機熱鼓產生的偽影4張,占1.65%。
(1)IP不潔產生的偽影:① IP指紋狀偽影[1]:影像上表現為數個指紋狀影,多為清潔IP時粘上的指紋所致。在定期使用醫用脫脂棉清潔IP過程中,雙手應保持潔凈,并盡量避免接觸IP成像部分,同時應防止在清潔IP時劃傷熒光層表面的保護膜;② 散在的致密點狀偽影:系IP表面殘留血跡、造影劑等所致,在對外傷出血或行特殊造影的患者投照時,應在暗盒外套一透明塑料袋,即可避免此類偽影;③ 散在的小霉點狀或片狀偽影:多由附在IP或暗盒表面的石膏所致,在對石膏固定患者投照時,也可在暗盒外套一透明塑料袋,即可避免此類偽影,一旦出現了該偽影則要立即用無絨毛的紗布及鏡頭清潔劑擦拭IP表面以消除偽影[2]。總之正確使用IP是減少或消除成像環節產生偽影的關鍵。
(2)IP自身偽影:IP對自然界的本底輻射較敏感,如果IP長期不使用本底輻射會積累,影像上可表現為隨機小黑點,分布于整個影像,使影像模糊不清。只要在使用前先行擦除一遍IP,即可防止這種偽影產生。
(3)熒光物質老化產生的偽影:隨著曝光次數的增加,IP的熒光性能會逐漸降低,IP的吸收效率逐步下降。當曝光達到一萬次后IP熒光性能會出現明顯衰減,影像上表現為噪聲顯著增加,閱讀器不能將影像信息完全讀取,IP上有殘留影像不能消除,嚴重影響以后的成像質量,攝影時如沒有及時適當增加曝光量,圖像可表現為重疊影像或出現圓形黑色點狀偽影[3-4]。閱讀器掃描IP影像時若出現此問題應調高CR設備擦除系數,最好及時更換IP。
(4)IP受灰塵污染產生的偽影:工作環境中的微小灰塵可隨IP在掃描過程中進入閱讀掃描儀內,附著在讀取光路及滾軸傳動部件,在IP掃描過程中滾軸傳動擠壓使灰塵又粘于IP上。隨著灰塵不斷增加,激光強度減弱,激光的正常讀取受到阻礙,使掃描儀不能正常勻速傳動,因而在影像上可見到橫線形粗細不一的白條紋狀/片狀灰色偽影,在灰塵少時可顯示為小斑點狀白色偽影[5]。消除方法:要求操作室內減少灰塵,保持潔凈,無關人員減少進出,定期對IP、暗盒、影像讀出裝置內的灰塵進行清除,最有效的方法是用醫用脫脂棉小心擦拭IP,用細軟濕布對暗盒表面進行擦拭,影像讀出裝置內部用無水酒精輕輕擦拭干燥后方可使用。
(5)激光掃描器和信號傳輸器部件灰塵造成的偽影:激光掃描部件的可見光在光收集器收集光束掃描IP時通過傳輸線路把信號傳遞給光電倍增管,光電倍增管再將光線轉變成電壓送至CPU進行處理。當可見光收集部件吸附大量灰塵后,可導致光收集器反光信號不正或信號減弱,則會在影像上形成灰白色細線條狀偽影[6]。有時掃描儀和光電倍增管磨損老化不僅會使圖像產生偽影還會使圖像失真變形,嚴重影響成像質量和診斷質量,在必要時應更換激光模塊,以保持其性能的穩定性。日常維護須做好定期除塵,用專用清潔劑擦拭機內部件,經調試后方可操作使用。
(6)激光掃描器的遮光器漏光產生的偽影:激光掃描器的遮光器漏光導致激光器進光量增加,激光器進光量增加時,可導致光收集器反光信號增強,在影像上出現垂直或斜形白色細線條狀偽影。解決辦法:激光掃描器室光線不要太強,在激光掃描器正上方應避免安裝照明設備。
(7)曝光劑量產生的偽影:① 異常飽和偽影:常出現在影像最亮區域(如胸片側位胸廓白亮區域)的異常飽和偽影,是因曝光劑量過大引起的;② 影像重疊偽影:如前一張照片使用曝光劑量過大,IP板經激光掃描后,不能完全消除潛影,后一張照片再經較低條件曝光就會造成影像重疊偽影。消除方法:當IP板遇到曝光量過大問題時,應通過2~3次擦除去除殘留影像偽影,方可再使用[7];③ 黑斑點偽影:攝影后IP經閱讀器掃描,影像上出現散在的黑斑點,分布于整個圖像,同時伴有噪聲性灰霧,原因是曝光劑量過低,產生的量子噪聲較多而導致了廢片的產生[8]。經過總結可按以下原則進行處理:人體組織自然對比明顯的部位,如足、踝、腕、手、胸等,在原有條件的基礎上可以適當減少1/3曝光劑量;自然對比明顯較差的部位,如胸椎、腰椎、骶尾椎、季肋等,在原有正位條件的基礎上增加1/3的曝光劑量;較胖體型的人腰骶部側位攝影kV值應與正位條件基本相同或稍高,mAs要增加1/3~1/2以增強對比度;CR攝影操作時所攝部位既要有足夠的kV值,也要有一定的曝光劑量[9],只有根據該系統所設曝光劑量閾值的上限和下限,將曝光指數(LgM)控制在1800~2300之間,才能抑制噪聲,有效減少偽影,獲得滿足診斷要求的圖像。
(8)濾線柵使用不當產生的偽影:攝影時操作者不小心關閉濾線柵開關,或在檢查床上投照時,體重較重的患者引起檢查床下陷進而壓迫濾線柵,使濾線柵不能移動,顯示器上可產生等距寬條紋狀豎形偽影。使用固定濾線柵攝影,IP影像上會出現弧形細花紋樣偽影,分布于整個圖像。這種偽影產生的機理很復雜,可能與固定濾線柵的形狀、柵比有關。為減少偽影,應盡量使用高柵比濾線柵,因柵密度越高吸收散射線的效果越好,對比度好成像就越清晰,使用12:1以上活動濾線柵一般就不會產生該類偽影了。
(9)散射線偽影:為矩形白色偽影,是由于攝影操作者不慎將IP放在X線球管附近曝光所致。另外散射線還會改變直方圖的形狀,使有效影像的最大值和信號的最小值不能被準確的探測出來[6]。為防止出現該偽影,攝影時應根據攝影部位選擇合適的IP,并嚴格控制照射野,降低IP對散射線的吸收,最好不要在檢查室放置多余IP。
(10)邊緣增強產生的偽影:適當使用邊緣增強影像后處理技術,可以提高影像高頻信號的強度,但如果使用過度,不僅會增加影像噪聲,還會產生影響診斷的偽影:① 在成人胸部影像后處理調節中,使用過強的邊緣增強處理技術會造成肺紋理增多的假象[10]。在小兒,因肺部(0~5歲)尚未發育完全,肺含氣量較少,實質部分較多,過度使用邊緣增強可能造成肺部間質性病變的假象[4];②在長骨影像后處理調解中,邊緣增強過度使用會在長骨邊緣出現一條波浪形狀的致密白線影[11],可能會被誤診為輕度骨膜反應;在內固定位置或人工假體周圍可能產生密度減低帶,易誤被診為固定物松動[4]或周圍溶骨。應適度使用邊緣增強處理技術來避免該類偽影的產生。
(11)激光打印機反射鏡產生的偽影:① 多棱鏡產生的偽影:由激光打印機多棱鏡上沾染的灰塵引起的白色細線條狀偽影[4],一般垂直于打印機激光掃描線。該偽影與影像讀出裝置的可見光收集器被污染所產生的偽影相似,兩者可通過影像軟拷貝或網絡傳輸加以區別,由打印機多棱鏡污染所造成的偽影不會顯示在軟拷貝圖像或網絡傳輸上[4];② 其它反射鏡產生的偽影:激光打印機其它反射鏡被灰塵污染也可以產生多種多樣的偽影。該類偽影產生時應立即用專用清潔劑或無水酒精清潔各反射鏡。
(12)激光打印機熱敏頭產生的偽影:白色條狀規則形偽影,是由激光打印機熱敏頭附著灰塵造成的,清潔熱敏頭以后再試片,偽影消除[12]。
(13)激光打印機熱鼓產生的偽影:激光打印機熱鼓使用一段時間后,表面會因為高溫產生氣霧及結晶物,這些都會積存在熱鼓表面形成污垢,從而使膠片產生不規則的成片的灰霧樣偽影。應定期用專用清潔劑清潔熱鼓來避免該類偽影的產生。
總的來說,CR系統偽影產生的影響因素有攝影條件、成像板、閱讀掃描儀、影像讀取、圖像處理、激光打印、濾線柵以及技師操作技術等[4]。通過不斷向柯達售后服務專業工程師請教學習,就如何抑制或消除偽影以收到良好效果,總結了三點措施:① 嚴格日常管理,正確存放與使用暗盒(IP),認真執行規范的攝影操作技術,做好系統設備的日常使用維護保養工作;② 學習CR系統基礎知識、成像及工作原理、系統設備構造及工作流程,經常進行經驗總結,不斷提高工作責任心和業務水平;③ 在CR使用方法上多與專業工程師進行信息交流,發現問題及時聯系工程師,及時排除故障消除偽影,為臨床診斷提供高質量的影像信息。
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Formation Causes and Elimination Methods of Artifacts in CR Films
LI Hui-chao, SUN Fei, DING Shuai, HOU Hai-chao
Department of Radiology, Affiliated Hospital of Hebei University, Baoding Hebei 071000, China
ObjectiveTo find the formation causes of artifacts and adopt corresponding solutions to eliminate the artifacts in CR films so that the image quality can be improved.MethodsCollecting 243 CR films with artifacts, analyzing the formation causes and discussing the elimination methods of the artifacts.Results13 kinds of formation causes are found such as artifacts due to the unclean IP board, artifacts due to IP, artifacts due to fluorescent material aging and so on. Elimination methods for each of these artifacts are also found.ConclusionCorresponding solutions can eliminate the artifacts effectively to improve the diagnosis quality .
artifacts in CR films; imaging plate; fluorescent material; laser scanner and transmitters; exposure dose; grid; scattered rays; edge enhancement; laser printer
R814.43
B
10.3969/j.issn.1674-1633.2013.09.040
1674-1633(2013)09-0106-03
2012-07-27
2013-07-03
本文作者:李會超,碩士,副主任醫師。
作者郵箱:lhc_009@126.com