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放射科医生为你解读肥胖患者CT伪影及解决方案
2017-02-17 16:02:57  来自:天津市第三中心医院

  随着生活水平的提高,肥胖人群(包括病态肥胖,体重指数大于40)越来越多。肥胖不仅会对人体造成健康影响,而且会影响患者的影像学检查。这里放射科医生经过多年工作经验总结出关于肥胖患者CT伪影及解决方案供大家参考。

  1.量子斑点和噪声(Quantum Mottle and Noise)

  图像噪声或者量子斑点是肥胖患者常见的图像伪影。增加管电流和管电压可以将这种伪影降低(图2)。量子斑点是由于到达探测器的光子数量不足导致,随着患者体重增加,光子衰减增加,使得量子斑点呈指数的增加。CT上,噪声是和参与成像的量子的数量呈反比。如果噪声特别严重,特别是沿着某个特定的投影方向上,即为[光子饥饿]现象。

  图1为不同扫描条件下图像的噪声情况。(a)130mAs和80kVp;(b)750mAs和120kVp。可见后者的噪声明显降低,病灶清晰显示(箭头)。后者射线量明显大于前者

  增加管电流可以增加光子的数目,进而可以直接影响最终达到探测器的光子数目,即参与图像重建的光子。穿过患者的光子数目增加四倍,则噪声可以减少一半。但是代价是,患者接受的辐射剂量增加;管电流增加一倍,则接受的辐射剂量增加一倍。

  管电压是指扫描时加载到X线球管上的最大电压。管电压增加会使含更高能量的光子数增多,穿透性更好,进而降低噪声。而且,当管电压增加时,球管内轫致辐射相互作用的效率增加。此时,患者接受的辐射量也增加,但不是线性关系。而且,管电压增加,图像对比度降低,这是因为管电压和对比度之间呈反比关系。因此,当对图像对比度要求较高时,增加管电压并不合适。

  2.截断和截弃伪影(Truncation and Cropping Artifacts)

  当X线穿过人体时,衰减发生于位于机架内的所有组织。对于体积较大的肥胖患者,部分组织会超出扫描野,但是图像重建算法只计算扫描野内的组织造成的X线衰减。所以,重建图像的周边衰减更明显,造成截断伪影(图2)。扩大扫描野,将所有的组织包括进来,可以部分克服截断伪影。但是,这样所获得的图像达不到诊断质量,因此只能部分缓解这个问题。

  图2为截断伪影。(a,b)示36岁病态肥胖女性,扫描野外的软组织(图a虚线外)造成严重的截断伪影(b图箭头)。(c,d)示所有的组织都包括在扫描野内,图像没有截断伪影

  当重建区域小于扫描野时,患者的部分组织在扫描野内,但未能包含进入重建区域,这就造成截弃伪影。截弃伪影与截断伪影类似,都会造成视野内解剖结构或病变的丢失,如软组织转移、积液、腹壁疝和创伤时的异物等信息丢失。

  图3示截弃伪影。75岁女性,病态肥胖。皮下软组织和右侧腹壁未在重建野内(图1中红色虚线),b图中箭头示腹壁疝显示不清,容易漏诊。蓝色虚线代表扫描野。c,d图为同一患者调整位置重新扫描,重建野扩大到与扫描野相同(c图中蓝色虚线)。腹壁疝显示清晰(图d中箭头)。但是图像侧后方仍可见到截断伪影(d中短箭头)

  截弃伪影和截断伪影是肥胖患者CT检查常见的问题,可以通过增大重建野和扩大扫描野来解决。这两种伪影不仅会造成病灶信息的丢失,还会增加患者的重复性检查,进而增加患者接受的辐射量。截断矫正算法可以减轻图像周边的环状高密度影。但是,也无法解决扫描野之外的病变丢失问题。

  3.环状伪影(Ring Artifact)

  CT检查时,球管-探测器旋转,探测器记录距离旋转中心特定距离运动的量子。探测器校准有0.1%的误差时,就会造成沿量子路径的反投影,从而形成环形伪影。环形伪影并不能完全纠正,因为探测器不可能校正到100%的精度。

  图4为环状伪影。(a)X线球管围绕机架旋转,不同角度的γ线在图像中心形成环。b,c图像示50岁肥胖女性CT图像上的环状伪影。矢状位上,这个伪影(c图短箭头)在图像中心形成垂直条纹。d,e图为同一患者6个月后减掉41 kg后,环状伪影明显减轻,扫描条件完全相同

  一般情况下,这种伪影是探测不到的,因为很少会出现高噪声和量子饥饿的情况。但肥胖患者进行CT检查时,探测器灵敏度微小误差会被量子斑点放大,即使经过扫描校准后,环形伪影也会非常明显(图4)。图像周围的环形伪影可能并不会影响图像质量,但是,图像中心的环形伪影可以形成[污痕],遮盖病灶。

  减小环形伪影简单的方法是增加管电压和/或管电流,代价是增加了患者的辐射剂量。需要根据厂家指导来对探测器进行校准。

  (周宣合)

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