沈阳市市场监管事务服务与行政执法中心（沈阳市检验检测中心）辽宁110179
摘要：CT图像的伪影会对临床诊断带来错诊、误诊、漏诊等影响，因此对伪影做出正确的判断至关重要。本文不仅详细阐述了CT图像伪影的类型和产生的原因，还提出了几种分辨方法，为今后医疗诊断工作、医学研究等方面提供参考。
关键词：CT图像；图像伪影；分辨方法
DiscussionontheTypes，CausesandresolutionmethodsofCTArtifacts
JinfengHuang
Abstact：CTartifactscanbringgreatimpactonclinicaldiagnosis，thereforeit'scrucialtomaketherightjudgments.ThispaperdiscussestheCTartifactstypesandcauses，providesareferenceforthefutureresearchinthisarea.
关键词：CTimage；Imageartifacts；Resolutionmethod
引言
CT伪影又称为伪影或伪迹，它是指在重建的图像中，出现了本不存在的病灶或组织。造成伪影的因素有很多，例如系统设计相关因素、射线管、探测器、受检者等因素都可引起为伪影，以上造成伪影的因素属于非随机性的干扰，理论上可以通过去除这些干扰来消除伪影。但是还有一些非随机性的干扰，比如图像噪声，他不属于伪影范畴，但是会通过降低图像分辨率，给诊断带来一定困难[1]。
1伪影的类型
过去使用的CT采集模式比较耗时，而且病人需要长时间保持屏气状态[2]，为克服以上扫描缺点，螺旋CT应运而生。螺旋CT具有扫描床匀速前进，扫描过程中不需要确定断层面位置，X射线管与探测器保持连续旋转扫描的特点，大大的减少了扫描时间。本文主要研究螺旋CT的图像伪影的类型、产生原因及分辨方法。
产生CT图像伪影的原因有很多[3]，大体可以分为系统设计相关伪影、射线管相关伪影、探测器相关伪影、受检者引起的伪影、金属伪影[4][5][6]。
2伪影产生的原因
2.1系统设计引起伪影
由系统设计引起伪影的主要原因有射线的散射，部分容积。由于康普顿效应，X射线光子偏离原先的运动路径，且偏离的角度越大，能量越低。所以进入探测器的散射的光子会使探测器检测到非真实的衰减信号，进而使图像的衰减值发生偏离造成伪影。
X射线对某个断层进行扫描时，当射线的焦点大小小于断层厚度时，很可能会产生部分容积效应。在扫描某一断层时，部分容积的出现会使投影数据产生偏差，进而导致伪影的出现。
2.2射线管相关伪影
由射线管引起伪影的主要原因有二次电子，管内放电，射束硬化。
二次电子是指当灯丝发出的电子在组撞击阳极靶时，有一部分的电子会发生反射，另外，当阳极靶过热时也会发射少量的电子，这一部分由阳极靶反射回来的电子我们称之为二次电子。二次电子通常会在管电压的作用下返回阳极，它们撞击的位置不一定会是焦点。这样就会导致实际焦点变大并且产生低电子撞击的焦晕，焦晕发射射线进入探测器后就会形成半影，最终导致图像出现伪影。
当X射线球管中存在杂质时，会出现管内放电现象，致使输出的光子数及能量显著减少，当管内放电持续时间不长，影响某个投影角度的数据采集时，会使投影值普遍偏低，进而在重建的图像上呈现出直线型、明暗不一、疏密不等的条状伪影。
X射线管发出的射线由能量大小不等且具有宽能谱的光子组成。射线传播过程中，射束中的低能部分所占的比例变得越来越低，平均能量会变高，射线逐渐变硬，这就是“射束硬化。射束硬化的产生会使均匀的水模重建图像上出现杯状伪影。
图1含有金属物的腹部和植入金属假牙的颌部断层图像
2.3探测器相关伪影
由探测器引起伪影的主要原因主要有探测器单元间存在差异、晶体探测器的余晖。当不同的探测器单元有相同的能量输入时，由于探测器性能的不一致会导致探测器的输出不一致，这种输出的不一致最终导致在重建图像上出现伪影。
2.4受检者引起的伪影
在CT扫描的过程中，受检患者会出现自主的或不自主的体动，比如心脏跳动、胃肠蠕动、呼吸运动等。体动会使断层中组织发生移动、收缩或膨胀，进而使某些物质移出扫描视野范围外，最终产生伪影。
2.5金属伪影
在进行CT检查时，病人体内不可避免的会存在金属物体，比如金属牙齿、外科手术用针或夹子等，则在重建的图像上会出现亮状或暗状条形伪影。如图1所示。
图2金属伪影形成示意图
由于金属的高衰减性，当X射线穿过金属物体时，会造成X射线的量衰减，进而使对面的探测器接收不到X射线信号，最终导致投影数据的不连续性，如图2所示，从而在重建的CT图像中出现亮状或暗状条形伪影，导致金属伪影产生的最主要的原因是X射线的硬化。
3伪影分辨方法
常见的伪影根据图像上的表现形式可分为以下几种类型：条状、阴影、环状、弧形伪影。
条状伪影不一定平行，常表现为横穿图像的明显直线，可能是亮的，也可能是暗的，还有暗亮同时出现的情况，金属伪影多表现为条状伪影。
阴影伪影是一种CT值渐变、形状相对较值，没有清晰边界的伪影，常发现于高对比度组织附近，与条纹伪影不同的是信号没有尖锐的非连续性。
环状伪影在图线上表现为以重建中心为圆心的同心圆，在投影正弦图上表现为竖直方向上的直线。
弧形伪影可视为不完整的环形伪影。
4结论
随着现代医学的发展，成像质量的高低对疾病的诊断有着至关重要的影响，医生都希望能用尽可能低的辐射剂量达到尽可能好的重建效果，这对于图像伪影校正技术提出了挑战。
参考文献：
[1]黄力宇.医学成像的基本原理[M]，电子工业出版社，2009，90-148.
[2]HsiehJ.Computedtomography：principles，design，artifacts，andrecentadvances[C]，SPIE，2009.
[3]BoasFE，FleischmannD.CTartifacts：causesandreductiontechniques[J]，ImaginginMedicine，2012，4（2）：229-240.
[4]古建伟，张丽等.工业CT图像的伪影成因和校正方法综述[J]，CT理论与应用研究，2005，14（3）：24-28.
[5]王学礼.医用CT图像常见伪影成因及矫正分析[J]，CT理论与应用研究，2004，13（3）：1-8.
[6]翁传政.CT图像常见伪影成因及解决方法[J]，医疗卫生装备，2006，27（12）：49-51.
作者简介：
黄锦锋（1985）男，硕士，国家一级注册计量师。主要从事电离辐射设备的检定校准工作。