CR偽影的研究
Artefacts found in computed radiologyWang Jun.Department of radiology,general hospital of Nanjing military region,210002
盡管利用傳統(tǒng)成像的幾何學(xué)原理,、濾線柵、X線控制臺及球管獲得計算機X線攝影（computed radiography,CR）影像,，技術(shù)操作偽影的某些方面與傳統(tǒng)X線攝影所發(fā)現(xiàn)的那些偽影相比存在著不同,。這些偽影可以追蹤到CR成像系統(tǒng)的各個組成部分，如：X線攝影條件,、成像板（imaging plates,IPs）,、影像讀取裝置掃描、影像讀取,、圖像處理,、激光打印機及操作者的錯誤都能產(chǎn)生一個影像科室所能經(jīng)歷的偽影。認(rèn)識成像過程中怎樣產(chǎn)生這些偽影的各種因素將有助于消除這些缺陷,。
1,、資料與方法
我們單位于2001年7月一次性安裝了3臺ACR-2000i成像板讀出裝置，通過它獲得直接數(shù)字投照X線照片影像（如圖1）,。我們用14inX17in（36cmX43cm）,、10inX12in（25cmX30cm）和8inX10in（20cmX25cm）ST-V型成像板，最大像素分辨率512像素/in（10inX12in）,、365像素/in（14inX17in）,，象素點大小為87微米，掃描頻率50線/秒,，灰階12比特（4096線）,。在一般光線下，將已投照過的影像板從暗盒中取出,，并放入掃描儀,，50秒后一張2K×2.5K×12bit的國際數(shù)字醫(yī)學(xué)影像通訊標(biāo)準(zhǔn)（DICOM3.0）圖像就形成了(如圖1）?？逻_(dá)干式激光打印機：8700型1臺,，8100型2臺。在影像尺寸上與傳統(tǒng)X線照片14inX17in相比因打印操作而減小了50%,。本文隨機統(tǒng)計3626例CR照片的影像,，均以傳統(tǒng)X線攝影的影像質(zhì)量作檢查，但一些傳統(tǒng)X線攝影常見的偽影,，如呼吸,、運動偽影，服飾偽影，圖像被切等,，未在其列,。
2、結(jié) 果
在隨機抽查的3626例CR照片中,，無任何偽影的照片3404張,、占93.9%；發(fā)現(xiàn)有偽影的為222張,、占6.1%,分別歸納為：片狀灰色偽影37張（如圖2）,、白色粗線條紋偽影112張（如圖3）、黑線條偽影5張（如圖4~6）,、象牙狀高密度影45張（用unpress軟件處理后可消失,，如圖7、圖8）,、毛衣狀偽影12張（如圖9,、圖10）、圖像壓縮17張（如圖11）,、影像讀取偽影15張（如圖13~18）,、記憶偽影3張（如圖19）、散射線所致偽影6張（如圖20~21）,、圖像變形1張（如圖22）,、圖像斷影3張（如圖23）、霉斑狀偽影6張（如圖24）,、IP裂影2張,、激光打印機所致偽影3張。
3,、討 論
常規(guī)X線攝影中使用增感屏/膠片組合系統(tǒng)的成像方式已眾所周知[1],，在X線照片上最終形成的影像無法直接數(shù)字化。CR系統(tǒng)解決的關(guān)鍵問題之一就是開發(fā)了一種既可接受模擬信息,，又可實現(xiàn)模擬信息數(shù)字化的信息載體,，即成像板。這樣,，采集的信息則可應(yīng)用數(shù)字圖像信息處理技術(shù)進(jìn)一步處理,，實現(xiàn)數(shù)字化處理,、貯存與傳輸,。
IP關(guān)鍵的成像層為含微量二價銪離子的氟鹵化鋇晶體，該晶體層內(nèi)的化合物經(jīng)X線照射后可將接受的能量以潛影的方式貯存在晶體內(nèi),。當(dāng)用激光束掃描帶有潛影的成像板時,，可激發(fā)貯存在晶體內(nèi)的能量，使之轉(zhuǎn)換為熒光，繼而被讀出并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號,。數(shù)字信號則可饋入計算機和數(shù)字圖像處理系統(tǒng),，最終形成數(shù)字影像。然后被送到潛影消除部分,，經(jīng)強光照射,，消除IP上的潛影[2]。
成像板裝在暗盒內(nèi),，用和常規(guī)X線攝影相同的方式投照,，因此與常規(guī)X線攝影設(shè)備相兼容。這樣,，其產(chǎn)生的偽影首先要學(xué)會分析,，探究其產(chǎn)生的原因，然后再加以排除,。
3.1片狀灰色偽影：本組占37例（如圖2）,，其現(xiàn)象是在圖像的一端產(chǎn)生灰色、片狀影,，占據(jù)整個圖像的一端,。產(chǎn)生的原因是隨著掃描IP的數(shù)量增多，激光讀取的裂隙處灰塵也隨之增加,，如同一層薄沙一樣擋住激光的讀取,，在圖像上造成片狀、偏深灰色陰影,，其特點為批量生產(chǎn),。消除的辦法可用酒精沙布擦拭激光讀取處的裂隙，清除灰塵,。
3.2白色粗線條紋偽影：本組占112例（如圖3）,，其現(xiàn)象是在垂直于IP掃描方面上有多股粗細(xì)不等、相互平行的白色線條狀偽影,，且每一條線粗細(xì)均勻,。其產(chǎn)生的原因是由于灰塵影響掃描的速度及其勻速性，使IP掃描時出現(xiàn)短暫的停頓,，從而造成粗細(xì)不一的白色條紋,。可用酒精沙布擦拭掃描徑路,，尤其是滾軸,。當(dāng)擦拭后無效，可考慮滾軸兩邊彈簧松緊度不一,，造成IP的行徑過程中密著不良,，致使其在掃描過程中行走速度不一所致,。可通過調(diào)節(jié)輥軸的松緊度,，通過網(wǎng)線對接試驗確診滾軸與IP密著良好后才能正常使用,。
3.3黑線條紋偽影：本組占5例（如圖4），其現(xiàn)象是在圖像上沿掃描軸有一條粗細(xì)均勻的黑色線狀影,。其產(chǎn)生的原因是由于一點狀灰塵擋住激光讀取影像,，隨著IP的運行將點狀灰塵帶走時則偽影消失，當(dāng)灰塵停留在掃描儀內(nèi)時間越長,，則產(chǎn)生的黑色線條影越長,。可用酒精沙布擦拭激光讀取的裂隙處,，同時要保持IP的清潔,。圖5、圖6為在IP上仿真試驗所得的圖像,。
3.4象牙狀高密度影：本組45例（如圖7）,，其現(xiàn)象是整個圖像呈象牙樣高密度影，且看不清圖像的內(nèi)部結(jié)構(gòu),?？紤]是掃描儀在讀取時影像處理錯誤，由灰階直方圖的不正確判斷所致,?？赏ㄟ^標(biāo)準(zhǔn)處理參數(shù)加以控制，當(dāng)用unpress軟件處理來增強影像銳利后可清晰顯示所攝影像,，無需重新拍攝（如圖8）,，所以本組在統(tǒng)計時未把其列為偽影欄內(nèi)。
3.5毛衣狀偽影：本組12例（如圖9）,，其現(xiàn)象猶如穿毛衣時所攝的傳統(tǒng)影像,，因此，診斷醫(yī)生常常在申請單上寫出：“請將毛衣脫掉再照”的字樣,。其實不然,，它是由于電腦軟件出錯所致，它與上面所述的象牙狀高密度偽影的區(qū)別在于,，前者能看出影像,，但用unpress軟件處理后無效（如圖10）；而后者圖像無法辨認(rèn),，但可利用unpress軟件處理后使圖像清晰可見（如圖7~8）,。此例可通過重新啟動電腦即可繼續(xù)掃描IP，但對于已掃描過且已擦除IP的病人則無法挽回圖像,，必須重照,。
3.6圖像壓縮：本組17例（如圖11），圖像呈一側(cè)性壓縮,，另一側(cè)出現(xiàn)空白帶,，是整體圖像的縮小，無影像信息的丟失,，無需重照,。這主要是激光模塊的問題，更換即可,。同時,，出現(xiàn)這種現(xiàn)象要與縮光器未打開相鑒別，后者常常是圖像的兩邊因縮光器未開而切掉影像,，僅留有縮光器打開所拍攝到的一部分圖像,，是雙向切除呈兩側(cè)空白帶，有影像信息的丟失,，其邊緣因放射線有毛糙感,，需重照（如圖12）。
3.7影像讀取偽影：本組15例（如圖13~18）,，其現(xiàn)象是圖像出現(xiàn)錯誤的排列組合,，可以同一張圖像的不同組合（如圖13），也可以是前后兩張圖像的不同組合（如圖14）,，還有的是同一圖像的兩次影（如圖15）,，圖16的錯誤與縮光器未開的區(qū)別在于其圖像的邊緣光滑銳利。它們都是由于識別錯誤所致,，不排除病毒的可能性,，可進(jìn)行軟件的重新安裝。由此可見,，應(yīng)加強管理,，在拷貝文件時應(yīng)先查毒、殺毒,。
3.8記憶偽影：本組3例（如圖19）,，其現(xiàn)象是前后兩次所拍的圖像重疊在一張上。CR系統(tǒng)用于X線平片檢查時,，X線劑量可比常規(guī)X線照片減少[2],，但部位不同則劑量減少有不同的極限。此外,，雖然減少很大比例的劑量后仍能顯示影像,，但有時會同時讀出IP上原有存儲較強的信息而顯示為重疊影像，我們通常把它稱之為“記憶偽影”[3],，這主要顯示于前者X線劑量過大,，而后者劑量過低的情況下,，加之IP擦除方法上的問題，如擦除時間或功率上的不夠致使前后影像重疊,。因此,，為消除這類偽影應(yīng)使用合適的X線攝影條件，不能以為有了CR就可全然不顧X線攝影條件,，這里主要有兩種情形：為了增強細(xì)節(jié)而一味地提高X線攝影條件,，以及為了降低X線輻射而一味地降低X線攝影條件等都是不足取的。此外,，一定要在規(guī)定的時間內(nèi)進(jìn)行IP擦除,，不可操之過急而過早地取出還未完全消除好的IP繼續(xù)使用，一定要規(guī)范作業(yè),。
3.9散射線所致偽影：本組6例,，圖20有一矩形白色影，是由于裝有IP的暗盒疊放在X線機房,，散射線將未遮擋的IP曝光所致,。因此，IP對散射線敏感,，必須防電離輻射源,，包括散射線。應(yīng)將IP遠(yuǎn)離放射源,，將所有裝有IP的暗盒不得放在機房內(nèi),。圖21見暗盒扣影，反向散射能導(dǎo)致偽影歸因于存貯熒光物質(zhì)對散射線的高靈敏度,。從暗盒后物體散射能曝光IP,，產(chǎn)生暗盒后物體的影像。有報道,，在暗盒后面應(yīng)用鉛薄片可能會消除這些偽影[4],。
3.10圖像變形：本組1例（如圖22）為圖像變形，是由于滾軸剛擦拭后未干燥就進(jìn)行IP的掃描所致,，因此一定要待干燥后方可進(jìn)行IP的掃描,。
3.11圖像斷影：本組3例（如圖23），圖像呈不連續(xù)的兩次影像,，是由于在IP掃描過程中碰到掃描儀的停止/反向/順向按鈕所致,，因此在掃描時其儀器的相關(guān)部件不要隨意碰。
3.12霉斑狀偽影：本組6例（如圖24）,，此現(xiàn)象為散在,、點狀分布，形似霉斑,，是由于IP用酒精保養(yǎng)擦拭1年后出現(xiàn)的現(xiàn)象,，因此在保養(yǎng)IP時要用專門的清潔劑,。
此外，當(dāng)IP通過成像板讀出裝置時必須彎曲易產(chǎn)生裂紋（本組2例因圖像在拷貝中不能清晰顯示故未引用）,。本組因干式激光打印機所致黑色細(xì)條紋狀偽影3例（因無法拷貝故未引用）,，確定此偽影是來自打印機還是成像板讀出裝置，應(yīng)考慮的是,，如果此偽影由激光打印機所致,，它將在影像軟拷貝的形式上不出現(xiàn),，且打印出的影像成批量生產(chǎn),。在CR成像中與屏/片成像一樣要經(jīng)常使用濾線柵，如果濾線柵的線條平行于讀出裝置的掃描線時,，低柵比將導(dǎo)致花紋像出現(xiàn)在影像中,。或許我們所使用的均為較高的柵比,，與文獻(xiàn)[4]中所述的偽影未曾見到,。
4.結(jié)論：
所有得到的偽影可跟蹤到CR設(shè)備的各種部件，如：涉及到X線攝影條件,、成像板,、讀取裝置掃描、影像讀取,、圖像處理,、激光打印，以及操作者錯誤等各個方面,。因此,，對于操作者來說，首先要能夠識別偽影產(chǎn)生的原因,，然后才能夠消除,。其次，對于IP掃描的操作者來說要對掃描裝置,、IP進(jìn)行預(yù)防性定期保養(yǎng),，去除灰塵，避免閑雜人員進(jìn)入操作間,，保持操作間的空氣清潔則可去除大部分偽影,，本組共157例是由于灰塵所致，占整個偽影的70.7%（特別說明,，當(dāng)時我科正在引進(jìn)新設(shè)備,，搞內(nèi)裝修，灰塵較大）,。再其次,，就是操作者一定要規(guī)范作業(yè),，本組因不規(guī)范作業(yè)所致偽影19例，占整個偽影的8.6%,。此外,，應(yīng)加強網(wǎng)絡(luò)管理，避免病毒的進(jìn)入,?？傊捎谶@些偽影在CR影像上與傳統(tǒng)的相比方式上存在不同,，如果CR系統(tǒng)使用者們能意識到這些偽影產(chǎn)生的可能性,，實行預(yù)防性定期保養(yǎng)制度和規(guī)范作業(yè)，那么這些偽影將較容易地,、有效地被消除,，并可使偽影減少到2%以下。
