2019-09-26 23:59:12 热度:

CBCT中产生伪影后的几种解决办法

锥形束CT(CBCT)由于其具有高对比的特性,尤其对于牙齿和骨等硬组织成像较好,在口腔诊疗中的运用日益普遍。但是CBCT也与当今其他CT技术一样,存在不足之处。这种不足具体反映在数据的不准确性上,而由这些不准确的数据重建的图像就会产生各种伪影。

 

 

01

金属伪影的特性

根据伪影产生的原因及特点,一般分为硬化伪影、环状伪影、运动伪影、散射伪影和金属伪影等。其中金属伪影、环状伪影及运动伪影在口腔放射检查中较为常见,且对成像质量有着严重影响。

 

图1A矢状面示前牙单冠周围放射状条纹伪影;B横断面示36四个根管中牙胶尖周围放射状条纹伪影;C横断面示唇颊侧正畸托槽周围放射状条纹伪影;D横断面示11种植体周围放射状条纹伪影;E横断面示烤瓷桥及根管内牙胶尖周围放射状条纹伪影

 

在口腔放射检查中,常常遇到患者口中有银汞合金充填体、烤瓷冠、种植体等情况。这些金属的存在使得重建之后的图像在金属周围产生大量黑色带状和明亮的放射条纹状伪影,即金属伪影,如图1所示。

这些伪影导致图像质量严重下降,直接影响医师的诊断。 

金属伪影产生的原因

关于金属伪影产生的原因,国内外学者提出了不同的见解,比如比利时学者布鲁诺(Bruno)指出,造成金属伪影的因素包括噪声、射束硬化、非线性部分容积效应和散射;中国科技大学陈豫和清华大学谷建伟等认为造成金属伪影的原因是X射线的能谱硬化。

造成金属伪影的因素很多,但是究其根本原因,仍然是与金属本身的高衰减特性有关,物质的高衰减会使X射线硬化,同时也会使散射现象加剧。 

CBCT中的金属伪影

图2种植体造成金属伪影,如箭头所示,不规则暗影实为金属伪影

 

在口腔种植临床中,为了确定种植手术后种植体在颌骨内的方向及其与周围骨质的接触紧密程度,常做CBCT检查。在CBCT图像中,有时会发现种植体与周围骨质间存在条纹状暗影,而认为种植体与周围骨质未达紧密接触,但临床检查发现种植体牢固,无松动现象。这种情况多是由于种植体作为金属在放射检查中所产生的金属伪影所致(图2)。

 

金属伪影的校正方法

 

增强X射线能量

图3A电压70kV,电流3.5mA,24至27烤瓷冠周围放射状条纹伪影;B电压90kV,电流6.0mA,24至27周围伪影减少,烤瓷冠边界较之前清晰锐利

 

所谓增强X射线的能量,就是在临床工作中提高照射电压和电流。研究证实增强X射线能量能够增加光子数量,减少噪声,缩窄光子能量的分布,从而达到减少金属伪影的目的,如图3。但是增加电流量也会加大对患者的辐射剂量,因此提高照射电压和电流量应在一个合理范围内进行。  

增加扫描层厚

 

图4A层厚1mm,横断面示14至17烤瓷桥周围金属伪影严重,导致影像边界模糊;B层厚5mm,横断面示14至17烤瓷桥周围金属伪影减少,边界较之前清晰

 

增加扫描层厚可以提高信噪比,但同时也会增加部分容积效应,降低图像显示的精细程度(图4)。  

提高CT值

图5A窗宽W2233,窗位L874,横断面示11、21烤瓷冠周围明亮的放射状条纹状伪影;B窗宽W3241,窗位L874,横断面示11、21周围伪影明显减少

 

  有学者报道使用提高CT值后的窗位(最大窗宽为40000Hu)比标准窗位(最大窗宽4000Hu)能够明显降低金属伪影(图5)。

 

 

 

02

环状伪影产生的原因

 

图6颅脑中央有环形伪影

 

在CT中,由于一个或多个探测器通道性能差异而出现同心圆环形或圆弧伪影。如果连续若干相邻的通道存在差异,伪影以带状形式出现在图像中。假如某个探测器由于数据差异,逐渐偏离了正常CT值,那么每一采集帧被反投影为一条直线,在整个采集中持续存在误差产生一组到旋转中心距离固定的直线,直线尾部被抵消而形成一个环。

 

环形伪影的强度是由固定通道误差所产生的,无论对于平行的X线束还是扇形X线束,它反比于圆环半径。靠近中心的探测器误差最大,所产生的圆环信号最亮,靠外周的探测器误差越小,所产生的圆环信号越暗(图6)。 

减少环状伪影的方法

减少伪影的方法:①完善数据采集和处理系统,不同CT厂家有各自技术流程;②对图像进行后续处理。

 

 

03

产生运动伪影的原因

 

图7由于照射过程中患儿头部运动造成伪影

 

图8照片过程中患者吞咽口水时舌体运动造成伪影

 

患者的运动会导致图像产生阴影或条纹状伪影,并且伪影的严重程度和患者运动方向有关。在口腔临床工作中最常见的原因就是儿童在照射CBCT时,不能保持静止不动(图7)。 

减少运动伪影的方法

减少运动伪影的方法可以从患者和机器两方面考虑:

①嘱咐患者家属提醒并监督儿童在照射过程中保持不动;成人则在曝光前尽量交代清楚,努力保持曝光过程中的稳定性;

②加快机器扫描速度或者减少扫描的时间;③运用特殊的重建技术,如运动伪影校正算法。

CBCT解决办法产生伪影后

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