基于設備革新背景下CT圖像偽影的形成及維護管理

盧彬清

基于設備革新背景下CT圖像偽影的形成及維護管理

盧彬清

（廣州中醫藥大學第一附屬醫院，廣東 廣州 510000）

在醫療器械的創新改革中，多層螺旋CT（mulislice CT，MSCT）或多排螺旋CT引領了現代影像技術前沿水平，更是CT科技領域又一次技術創新革命。以該型CT機設備革新為切入點，介紹CT檢查中常見偽影的形成原因及維護管理措施，從設備結構原理出發，對偽影的類型和來源進行了分析，并通過識別偽影的特點類別，對故障設備開展有效維護。

CT機技術創新：設備結構：設備原理；圖像偽影

20世紀90年代初，隨著螺旋CT（spiral computed tonography，SCT）替代普通的CT，現代醫學成像技術達到嶄新的高度。與傳統的CT設備比較，SCT掃描不僅掃描速度大幅度加快，而且容積圖像獲取的時間明顯縮短，更改善了3D成像效果，促進CT技術臨床診斷不斷成熟。多排螺旋CT設備在排查全身多種疾病方面具備更高的臨床應用 價值。

1 新型CT設備組成及成像原理

1.1 設備結構

CT設備的基本硬件主要由三部分構成：計算機系統、掃描機架和外圍設備。由陣列計算機和主控計算機兩部分構成的計算機系統具有兩大功能，即控制對患者檢查的流程和重建圖像；掃描機架的結構包括數據采集系統、內置X射線球管、準直器、探測器和高壓發生器等；外圍設備有顯示裝置、操作臺、檢查床、存儲裝置等。

1.2 成像原理

實現CT成像原理要經過三個階段：產生窄扇形X射線束、對X射線衰減的穿透、采集處理X射線信息。一定能量的X射線通過X射線球管進行輸出，一定能量范圍的X射線，衰減的任務是由X射線束掃描目標斷層組織完成，X射線信息通過探測器進行接收，將其轉換為電信號，利用A/D轉換傳輸到計算機，處理信息后獲取信息，經處理計算后獲取每個體素在斷層中的X射線衰減系數，將其傳輸到儲存系統的時候必須利用數字矩陣格式，借助灰階轉換成為像素，最終顯示CT圖像。

2 技術革新下常見偽影來源分析及維修方法

2.1 基于設備因素的偽影

偽影的類型有四種：①狀偽影，表現為輻射狀細條紋在骨的邊緣產生，其根源是模/數轉換器故障造成的；②環狀偽影，基于探測器漂移、光譜變化造成的探測器至中央計算機信號傳遞故障，該偽影尤其在頭部掃描時候容易出現； ③甲皮層灰質偽影，在頭部CT中因為因偏角輻射產生的骨腦交界白霧狀影像；④指紋狀偽影，該偽影不常見，主要是由球管老化造成的[1]。

該類型偽影的維護方法：加強機器設備的日常保養工作，對CT設備進行定期檢修維護，及時更換已經老化的零件，確保機器運轉順暢。另外，每天開機工作前必須進行空氣矯正。

2.2 基于客積效應的偽影

在臨床診斷過程中，因為存在部分容積效應，雖然可以顯示小于層面厚度的病變，但該病變組織的CT值并不能通過所測CT值真實反映出來。如果病變組織范圍超過周圍組織，并且其厚度低于層厚CT值時，會比實際值小。如果病變組織范圍比周圍組織范圍大，并且厚度不超過層度CT值時，會比實際值大。用CT設備進行掃描時，層厚越薄，圖像矩就會越大。體素越小，產生的容積效應就越大。

維護方法：必須預防部分容積效應對操作的干擾，可以在設備掃描時最大限度地縮小圖像像素或者利用薄層掃描的方式，實現影像的最好效果。

2.3 運動導致的偽影

胸部掃描過程中的呼吸可以形成偽影，重癥病人因為意識不清可以產生偽影，小孩子因為不配合掃描會影響圖像質量，人體臟器大動脈的搏動、胃腸的蠕動都能形成運動偽影。

維護方法：為了有效制動，可以根據情況適當使用鎮靜劑藥物，適用對象包括低齡兒童、昏迷病人以及急外傷病人；在進行腹部CT掃描前最好訓練病人的呼吸運動。

2.4 高對比形成的偽影

這類偽影表現為放射條狀偽影，通常是屬人體附帶異物所致，如避孕環、假牙、鋼板、術后銀夾等。

維護方法：掃描前要仔細檢查，應盡量去除人體的金屬異物。

2.5 操作程序不規范導致的偽影

位置不準確：操作人員沒有把掃描的位置置于掃描視野中間，形成掃描視野范圍外的偽影。

參數不當：掃描時間不夠，造成光子數量不足，降低了信噪比，導致圖像質量不佳。

重建方法欠妥：由不適合的重建范圍、不正確的算法造成，通常表現在掃描骨關節后的處理環節[2]。

維護方法：必須保證上機操作人員的專業技能符合要求，具備工作中的良好的醫德醫風，養成較強的責任意識，規范操作流程。

3 新技術背景下偽影故障維修案例分析

3.1 案例一

3.1.1 故障描述

檢查過程中，不明顯環狀的偽影在MSCT圖像中出現，而重新開機后又消失且可以正常使用，但半個月后再掃描時，CT定位像中顯現直線狀偽影，而環狀偽影又明顯出現在斷層圖像中。

3.1.2 故障分析

如果偽影同時出現在定位像與斷層圖像中，并且在不同檢查結果中該現象比較穩定，其原因有可能是特定區域內X射線或影像信息缺失。

需要排查的項目包括信息傳輸過程、信息采集過程、球管輸出X射線的空間分布等[3]。

3.1.3 故障處理

進行該故障的排查要本著由易到難的思路，對X射線影像信息采集和傳輸通道進行深入的故障排查，如圖1所示。

通過對數據傳輸程序的測試、對計算機控制系統以及DAS系統的檢查，沒有發現異常影像，可以排除該部分可能發生的問題。最后對模數轉換板和探測器通道板性能進行檢查，對原始數據通道值進行校對卻發現問題：122通道與其他通道進行交換的異?，F象，由此重新采集水模數據，發現了偽影位置的變化，初步判斷通道或者前端電路發生故障，檢查通道板接口并進行替換，結果顯示環狀偽影消失。重啟機器后例行空氣校準和水模校準，圖像完全正常、無偽影存在，證明故障已經排除。

圖1 X射線影像信息采集及傳輸通道故障排查圖

3.2 案例二

3.2.1 故障描述

在MSCT掃描中，間歇性的射線偽影出現在某層橫斷面圖像中，且呈現不規則的偽影形狀。

3.2.2 故障分析

按照故障現象出現形狀和次數，需要對X射線球管的性能和數據處理系統的穩定性進行分析，并調取和研究原始數據，初步排查故障。

3.2.3 故障處理

首先核對偽影圖像的原始數據（raw data），進入服務菜單對圖像掃描分析選項進行選擇，得到原始數據的分析結果[4]，呈現區域異常的提醒，然后進一步檢測X射線球管性能。利用掃描分析模式對偽影圖像對應的管電壓波形進行檢查，異常值表明點火球管，旋轉CT機架球管至180°，在球管窗口觀察氣泡，用加油排氣法處理氣泡故障，進一步測試準直器和濾波器等方法是可行的，經確認后安裝就位。重新進行空氣校準和水校準，然后檢查病人，圖像完全正常，故障已經排除。

4 結論

綜上所述，在設備和技術雙創新的背景下，對CT偽影問題的發現排查也必須有嶄新的思路。但由于形成CT圖像偽影因素各不相同，對這樣故障的維修必須先認真分析偽影形狀的大小和密度情況，及時有效地對故障進行消除。在對偽影故障進行有效維修的同時，技術人員還要掌握偽影形成的原因，利用CT成像理論以及偽影相關知識進行全面理解，可以降低錯誤判斷設備故障的概率。

［1］王虎.CT圖像偽影的分析與探討［J］.醫用放射技術雜志，2003（5）：11-12.

［2］李建國，劉海，荀魯川.多排螺旋CT常見偽影的形成機制及維修［J］.中國醫學裝備，2020，17（10）：219-221.

［3］胡潔，王浩文，齊宏亮.CT系統探測器中心區域損壞對成像影響的校正［J］.醫療裝備，2020，33（3）：19-21.

［4］杜浩然.64排螺旋CT偽影故障實例與維修技術要點［J］.醫療裝備，2019，32（17）：115.

R197.39

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2021.08.048

2095－6835（2021）08－0123－02

盧彬清（1990—），男，廣東云浮人，本科，畢業于廣東醫學院，生物醫學工程助理工程師，從事醫療設備維護維修及管理等工作。

〔編輯：嚴麗琴〕