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CT 图像伪影及处理方法

【摘要】 介绍了 CT 常见图像伪影、产生原因以及相应的处理方

法，旨在帮助影像医技人员及工程技术人员对 CT 伪影有进一步的认

识。

【关键词】 CT； 图像； 伪影

CT 图像伪影是指 CT 图像中重建数据与物体实际衰减系数之间的

差异，或指的是受检体中根本不存在，而图像中显示出来的影像。根

据 CT 图像伪影的来源，可以分为：与 CT 成像技术及 CT 机器有关的伪

影、病人有关的伪影以及螺旋 CT 特有的伪影。CT 图像伪影严重降低

了 CT 图像的质量，有时让放射科医生无法诊断或引起误诊，甚至导致

医疗事故。

1 与 CT 成像技术及 CT 机器有关的伪影

1.1 线束硬化

产生机制：X 射线不是单能的，是包含一系列频率的波动。当连

续谱能的 X 射线经过人体时，能量较低的 X 线优先被吸收，高能量 X

射线较易穿透，在射线传播过程中，平均能量变高，射线逐渐变硬，

称之为线束硬化效应。CT 所建立的图像，是物质的衰减系数在人体的

横断薄层的分布情况，即相当于人体组织密度的分布情况。射线硬化

就相当于降低了物质的吸收密度，必然会影响 CT 图像的质量。

形成伪影：线束硬化会产生暗带和条状伪影，杯状伪影两种类型

的伪影。 是指当 X 线球管沿着不同的方向对某一物体进行扫描时， 前者

在密度不均匀组织横断面图像上的两个致密结构之间（例如颅底岩骨

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间（图 1）或者是出现在注射对比剂后的造影剂浓度不同的血管间
， （图

2） 会出现暗带和条纹伪影；后者是指均匀物质中间的 CT 值比边缘部 ）

分的 CT 值低，造成中间黑、边缘白的情况。

减少伪影的方法：①配置的 X 射线过滤器；②线束硬化矫正软件

来减少线束硬化；对颅底伪影，也可以通过操作者采用薄层扫描以减

少。

1.2 部分容积效应

产生机制： 在同一扫描层面内含有 2 种以上不同密度而又相重叠

的物质时,则在同一个探测器上有着多种密度的检测数据， 出信号为 输

检测数据的平均值，所得的 CT 值不能如实反映其中任何一种物质的

CT 值, 这种现象即为部分容积效应。形成伪影：部分容积效应对图像

的影响一般是带状和条状伪影。在 Z 轴方向解剖结构变化快、复杂的

部位容易发生部分容积效应，如在扫描后颅窝时，常常会出现的条状

伪影就为部分容积效应所导致。

减少伪影的方法：①最有效最直接的方法是采用薄层扫描（例如

图 3 是采用 7mm 厚层，图 4 是采用 2mm 厚层，图 4 图像质量明显好于

图 3） ；②用软件矫正的方法。

图 3 采用 7mm 层厚扫描

图 4 采用 3mm 层厚扫描

1.3 光子不足

产生机制：扫描高度衰减的区域或参数选择不正确（如较低的

mA）时，会产生严重的条纹伪影。这主要是由于穿过病人到达探测器

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的光子不足, 也就是探测器采集的样本不足，图像噪声过大产生所导

致。在 CT 图像的预处理过程中， 投影噪声和测量光子成反比，光子

越少，噪声越大， 滤波后投影噪声被进一步放大。 CT 图像的重建中， 在

反投影过程将这些波动非常明显的采样映射为图像中亮或暗的直线,

形成严重的条纹伪影。

形成伪影：光子不足导致的伪影是严重的条纹，在图像中表现为

或亮或暗直线。在人体组织体积体积较厚、对 X 线有高度衰减的的部

分，比如心脏附近、臀部和肩关节，尤其是肩关节（图 5） 。

减少伪影的方法：光子不足的条纹伪影可以有多种方法抑制。如

在扫描过程中增加管电流，将会克服光子不足这一问题，但是当线束

经过较少衰减部位时，病人将会接受不必要的剂量。为此，现在的 CT

机上一般有管电流调制技术（如图 6 所示，体层薄部位采用低电流，

在体层厚的部位采用高电流）和自适应滤波法技术。另外，注意病人

摆位、优化扫描参数也可以有效克服光子不足引起的伪影。

1.4 环状伪影

产生机制：在第 3 代 CT 中，会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。

形成伪影： 规投影中，
在常 每通道误差代表固定强度的一条直线，

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