数字 X线成像摄影伪影分析

曾剑兵 邓八妹 莫金潮 吴冬 王俊国 郑锐标 张敏

数字 X线成像摄影伪影分析

曾剑兵 邓八妹 莫金潮 吴冬 王俊国 郑锐标 张敏

目的 探讨数字X线成像(digital radiology,DR)摄影中的伪影形成原因及解决方法。方法 搜集我院日常工作中使用数字 X线摄影时产生伪影的图像共 150幅,分析其原因并提出解决方法。结果 150副伪影图像中因准直器故障所致的有 20幅(占 13.3%)、中心线偏移所致的有 38幅(占25.3%),X线剂量过高或过低所致的有47幅(占31.3%),软件错误所致的有24幅(占16%),未做校正所致的有 21幅(占 14%)。通过采取适当对策后,所有伪影全部消除。结论 正确的了解伪影产生的原因和解决办法,对提影像图像的质量及影像医师的诊断符合率具有十分重要的作用。

数字X线成像;DR伪影;原因

数字 X线成像设备于上世纪 90年代中期发明并应用于临床,目前放射科应用 DR设备进行检查已经成为主流。它给我们带来方便的同时也给我们带来了诸多不便,主要是其在成像过程中会出现伪影,从而影响图像质量。引起伪影的原因很多且难以分辨,如摄影条件、IP板、读取装置、图像处理、体外异物等任何一个环节发生错误,都将导致伪影的产生[1]。因此,本文回顾性分析我科 150幅图像的伪影表现特点,并探讨其形成原因和解决方法。

1 资料与方法

1.1 一般资料 收集我科 2009年 1月至 2010年 6月间使用 DR摄影设备时产生伪影且资料完整的图像共 150幅。

1.2 设备 采用Kodak公司生产的DR 7500、DR 3000、CR 850及Kodak PACS。

1.3 方法 将伪影按产生的原因进行分类,并与影像诊断医师及工程师共同探讨其表现特点及解决方法。

2 结果

从 150幅伪影图像中分析,由于准直器故障产生的有 20幅,占 13.3%,主要有两种表现形成,其一为在水平方向上出现了密度均匀的条状影,边界清晰(图 1),其二为小尺寸图像密度是正常的,大尺寸图像密度相对偏低,两者分界较清晰(图 2)。由于中心线偏移产生的有 38幅,占 25.3%,表现为在图像的左侧边缘产生了自上而下的白色条状影,内侧缘模糊(图 3)。由于曝光剂量过低或者过高产生的有 47幅,占31.3%,曝光条件过低则表现为图像偏白,X线量子斑点增加,图像颗粒增粗(图 4);曝光条件过高则表现为图像偏黑,肢体全貌不能正确显示,造成缺失感(图 5)。由于软件错误原因产生的有 24幅,占 16%,伪影表现为图像中出现纵向显示的稍高密度条状影,边界清晰(图 6);伪影随机出现,设备工作正常,与被照体因素和曝光剂量无关。由于未做校正原因产生的有 21幅,占 16%,伪影表现为图像的中央处出现条状白色十字条纹,边界较模糊(图 7)。通过采取适当对策后,所有伪影全部消除。

图 1 手动模式下准直器故障产生的伪影:在水平方向上出现了条状密度均匀的条状影(箭头),边界清晰图 2 自动模式下准直器故障产生的伪影:小尺寸图像密度是正常的,大尺寸图像密度相对偏低,两者分界较清晰(箭头)图 3 中心线偏移产生的伪影:图像的左侧产生了自上而下的白色条状影(箭头),内侧缘模糊图 4 曝光剂量偏低产生的伪影:图像偏白,X线量子斑点增加,图像颗粒增粗图 5 曝光剂量偏高产生的伪影:图像偏黑,肢体全貌不能正确显示,具有缺失感图 6 软件错误产生的伪影:纵向显示的稍高密度条状影(箭头),边界清晰图 6 未做校正产生的伪影:图像的中央处出现条状白色十字条纹(箭头),边界较模糊

3 讨论

3.1 DR准直器故障产生的伪影 DR设备的准直器使用模式有手动和自动两种。手动模式下使用准直器时,因使用时间过长或者旋转时过于粗暴等可以使准直器牵引线松动,甚至断裂,而产生伪影。其产生与投照部位、曝光剂量无关。自动模式下使用准直器时,通常情况下准直器的范围与探测器成像范围同步,如果准直器与探测器未达成同步状态,致使准直器尺寸范围外区域的信号也被探测板采集出现了比准直器范围尺寸更大的图像,所以小尺寸图像密度是正常的,大尺寸图像密度相对偏低,两者分界较清晰。解决方法手动使用准直器时要柔和,不要过于粗暴。准直器使用时间长了应检查牵引线并给予机油润滑。自动使用时要选定准直器尺寸,中途更换尺寸时要等待其变换到位后才曝光。

3.2 DR中心线偏移引起的伪影 悬吊球管的DR使用自动跟踪系统使球管和探测板的中心位置保持一致。球管的自动跟踪功能只能在纵向移动上,而发生在横向移动球管是不能跟踪,当球管无法识别探测板时就会发出提示并禁止球管曝光。但是在长期的使用中由于机械原因或者外力等种种原因,使球管的中心和探测板的中心发生了偏移[2]。两个中心没有重合在一起致使伪影出现。解决方法:检查发现球管的中心落在了探测板中心的右侧,出现了右偏的现象,而机器状态正常,经过做机械运动校正后,图像正常;所以要定期做好设备硬件的维护和保养,以保证日常工作正常进行。

3.3 DR摄影条件过低或者过高导致的伪影 数字X线照片成像对曝光量的宽容度明显较常规屏-片摄影高[3]。合适的曝光量仍是获得优质数字X线图像的前提,过低或过高的曝光量均难以获得优质数字X线图像。曝光条件过低则图像偏白,X线量子斑点增加,图像颗粒增粗;曝光条件过高则图像偏黑,肢体全貌不能正确显示,造成缺失感[4]。解决方法首先要在根据机器的情况设置DR的各个部位的曝光参考条件并设置在机器内部,其次是合理使用AEC的功能。即便是曝光参考条件设置好了,AEC的功能没有使用好也不能获得优质图像。AEC的使用可以达到自动控制曝光量,但使用不当会造成曝光量出现较大偏差,有些部位以不使用 AEC为佳。以曝光指数作为参考值(一般在 1800～2200之间)设置曝光条件。投照部位能否覆盖AEC的倒“品”字形探测区做为是否使用AEC的参考。除了胸部和腹部选用AEC外,其他部位不建议使用。不选用 AEC时,根据胖、中、瘦体型设置三个不同的曝光参考条件,技师根据实际情况选用。

3.4 DR软件原因引起的伪影 在工作中由于软件原因引起的伪影较少,主要原因可能为电脑病毒。软件不是装上就一劳永逸的,软件需要维护、升级。当时被开发出来的好软件随着时间的推移,电脑安全漏洞的被发现,网络病毒的影响,在操作中也会出现问题。解决方法对电脑系统的维护,包括安全漏洞补丁的安装和查毒、杀毒;甚至整个网络进行查毒杀毒,对DR操作系统软件及时进行打补丁或者升级。

3.5 DR系统未做校正引起的伪影 由于DR设备是以固体探测器元件阵列为图像获取部件,X线源的频率和强度,接受器内电子线路的不一致性及其正常的变化等,都会引起平板探测器上不同像素在同样 X线剂量辐射的情况下输出不同的信号,而获得的原始图像也不能符合临床诊断要求。因此这些不可避免的坏点、漂移、非均匀性等固体探测器元件阵列的固有缺陷,厂家都会加以恰当的修正来获取更加优质的数字图像[5]。技师未及时做校准,从而影响了图像的质量。解决方法定时根据设备的要求做暗度校准、X线校准和偏移量校准。

总之,DR设备给我们带来优质X线图像的同时,也带来了伪影。DR伪影出现的原因很多,其表现特点也各式各样。对特定的几种DR伪影分析后,发现伪影可来自DR成像中的任何一个环节。为了避免DR伪影的产生,我们需要对DR设备进行维护保养,加大对DR设备成像原理的学习,规范技师的操作规程。这样才能尽量避免伪影的产生,即使产生了伪影,能提出正确的解决方法,对提高影像医师的诊断符合率及影像图像的质量具有十分重要的作用。

[1] 沈毅强.计算机X线摄影质量控制.中国中西医结合影像学杂志,2005,3(3):231.

[2] 龚海艇,唐震,张晓莹,等.DR相关设备伪影分析及解决方法.中国医学装备,2007,4(1):29-32.

[3] 祁吉,高野正雄.计算机X线摄影.人民卫生出版社,1997:3.

[4] 袁立友.数字化影像相关成像链的质量控制探讨.医学影像学杂志,2008,18(3):304-306.

[5] 石明国.医学影像设备学.高等教育出版社,2008:6.

Analysis of thedigital radiology im ages'artifacts

ZENG Jian-bing,DENGBa-mei,MOJin-chao,etal.Departmentof Radiology,Shenzhen Shajing Affiliated Hospital of Guangzhou Medical University,Shenzhen Guangdong518104,China

Objective To discuss the causesand solutions ofartifacts in the digital radiology(DR)images.Methods 150 imageswhich had artifacts were collected when we used DR in the daily work ofourhospital.The causesand solutionsofartifactswereanalyzed.Results In the150 images,20(13.3%)were caused by collimator failure,38(25.3%)were caused by center lineoffset,47(31.3%)were caused by X-ray dosage higher or lower,24(16%)were caused by software error,21(14%)were caused by nomaking correction.All of the artifactswere disappeared after taking countermeasures.Conclusion Understanding the causes and solutions of image artifacts correctly were very important to improve image quality and diagnostic accuracy for radiologists.

Digital radiology;DR artifacts;Causation

深圳市宝安区科技局科技计划项目资助(项目编号:2009446)

518104广州医学院附属深圳沙井医院放射科