Современные виды томографии - часть 8

кретным классом.

2. Использование более тонких срезов. При спиральном сканировании

сырые данные некоторое время остаются доступны для реконструкции по
ним дополнительных КТ-изображений срезов.

Артефакт затухания фотона проявляется в виде сильных полос в облас-

тях с плотными объектами. На рис. 13а полосы расположены горизонталь-
но,  т.к.  при  таком  распространении  луча  затухание  сильнее  и  детекторов
достигает недостаточное количество фотонов. В результате под этим углом
получают  зашумленные  проекции,  а  реконструкция  усиливает  шум,  что
приводит к горизонтальным полосам на изображении. Артефакт можно уст-
ранить путем увеличения тока на трубке, но в этом случае возрастает доза
обучения пациента. На спиральных КТ для устранения артефакта использу-
ется метод многомерной адаптивной фильтрации (рис. 13б). Для небольшо-
го  количества  данных,  превышающих  порог  ослабления,  сглаживание  вы-
полняется  между  проекциями,  выполненными  под  последовательными  уг-
лами,  тогда  как Z-фильтр,  используемый  в  спиральном  сканировании,  ис-
пользуется для проекций с большим ослаблением, чтобы в выполнении ре-
конструкции участвовало большее количество фотонов.

Рис. 13. Изображение с (а) и без (б) артефакта затухания фотона

Число проекций, используемых для реконструкции изображения в КТ

является одним из факторов, определяющих его качество. Слишком боль-
шой интервал между проекциями (подвыборка) даст потерю информации об
острых краях и малых объектах, что приведет к появлению артефакта под-
выборки (undersampling). Артефакт проявляется в виде тонких полос, отхо-
дящих от края плотной структуры и параллельных ее краям (рис. 14).

Рис. 14. Артефакт подвыборки

Артефакт подвыборки не оказывает серьезного влияния на диагностиче-

ское качество изображения, т.к. равномерно распределенные линии обычно

Удалено: <sp><sp>

не  имитируют  анатомические  структуры.  Однако  его  следует  избегать  в
случае,  если  важно  получить  высокое  разрешение  мелких  деталей.  Арте-
факт  менее  заметен  при  увеличении  числа  проекций.  получаемых  за  один
оборот трубки (иногда достигается снижением скорости вращения). Другой
способ  его  устранения – использование  специализированных  методов  по-
вышения разрешения (сдвиг на ¼ детектора или смещаемое фокальное пят-
но), разработанных производителями оборудования.

1.6.2. Артефакты, вызванные пациентом

Довольно часто в исследуемой области присутствуют объекты с высо-

кой плотностью, например, сделанные из металла, что вызывает на изобра-
жении появление артефактов в виде полос (рис. 15). Это вызвано тем, что
плотность металла выходит за предел нормального диапазона значений, ко-
торый томограф может отобразить, давая неполные профили ослабления.
Ранее томографы имели верхний предел измерений +1000HU, совпадающий
со значением ослабления трубчатой кости, самой плотной структуры чело-
веческого тела. Но поскольку металлические объекты дают большее ослаб-
ления, чем кость, компьютер присваивает им наибольшее возможное значе-
ние.

Рис. 15. Изображение с (а) и без (б) артефакта от металла

Если металлический объект нельзя удалить из области исследования, то

снизить  влияние  артефакта  можно  повышая  напряжение  или  уменьшая
толщину среза и тем самым снижая эффект частичного объема. Другой спо-
соб устранения артефакта – использование алгоритмов обработки реконст-
руированных  изображений,  например,  считая  металлические  объекты  не-
прозрачными,  а  данные,  соответствующие  проходящим  через  них  лучам,
считать  отсутствующими.  Тогда  для  поиска  этих  отсутствующих  данных
используются итерационные методы. Предотвратить артефакты от металла
можно  растягивая  шкалу  КТ-чисел,  которая  у  современных  томографов
имеет верхний предел +4000HU.

Движение пациента также дает артефакты в виде полос или размывания

изображении (рис. 16). Это вызвано тем, что при реконструкции изображе-
ния полагаются на способность компьютера размещать значения коэффици-
ентов ослабления в матрице пикселей, имеющей строки и столбцы. Если

Удалено: <sp><sp>

при сканировании происходит движение, компьютер не способен поместить
измеренное значения в соответствующую ячейку, а только управлять посту-
пающими данными.

Существует ряд методов, позволяющих снизить артефакты движения.

Рис. 16. Искажение изображения, вызванное движением пациента (а, б);

откорректированное изображение (в)

1. Быстрый сбор данных. Существует два пути уменьшения времени

сканирования: использование высокоскоростных томографов с временем
сканирования коротким относительно периода сердечного цикла; синхрони-
зация по времени процесса сбора данных.

2. Использование кардио- и респираторной синхронизации.
3. Обработка сигналов.
В КТ коррекция артефактов движения состоит из трех частей:
1. обнаружение изменений данных в проекциях, вызванных движением

органов, используя подход пространственного перекрывающего коррелято-
ра.

2. использование адаптивного подавителя помех помогает изолировать

эффекты от движения органов; используя синограмму движения, можно
дать оценку обычной синограмме, нарушенной из-за движения объекта.

3. использование «последовательной методики синтеза» синограммы,

которая идентифицирует через корреляцию с опорным информационным
сигналом, обрабатывает доли непрерывных синограмм, имеющих идентич-
ные стадии эффектов движения.

1.6.3. Неисправность оборудования

Если один из детекторов в томографах 3-го поколения не откалиброван,

он  даст  последовательную  ошибку  считывания  в  каждом  угловом  положе-
нии, что приведет к появлению кругового артефакта. Сканеры с твердотель-
ными  детекторами,  расположенными  на  расстоянии  друг  от  друга,  более
восприимчивы  к  круговым  артефактом,  чем  сканеры  с  газоразрядными  де-
текторами, где детекторный ряд состоит из отдельных камер, заполненный
ксеноном, и разделенных электродами. Круги, видные на однородном фан-
томе или воздухе (рис. 17), могут быть не заметны на клиническом изобра-
жении, если для  его отображения используется широкое окно. Однако они

Удалено: <sp><sp><sp>

снижают диагностическое качество изображения. В случае выхода из строя
центрального детектора в центре изображения появится темное пятно.

Рис. 17. Формирование кругового артефакта

Чаще всего артефакт можно устранить калибровкой детекторов сканера.

В случае повреждения крайних детекторов, выбор меньшего поля сканиро-
вания также позволяет устранить влияние артефакта. Все современные сис-
темы имеют твердотельные детекторы, но возможность появления круговых
артефактов в них снижается программным обеспечением, корректирующим
изменения внешних условий.

1.6.4. Артефакты при спиральном сканировании

Спиральное сканирование дает более сложные искажения изображений,

чем послойное сканирование, что вызвано спиральной интерполяцией и
процессом реконструкции. Общим способом снижения спиральных арте-
фактов является подбор шага вдоль оси Z: использование маленького питча,
180

°-интреполяции (если имеется возможность выбора) и сканирование

тонкими срезами.

При многосрезовом спиральном сканировании процесс интерполяции

приводит к более сложным искажениям поперечных изображений, чем при
пошаговом сканировании. Артефакт возникает, если при каждом обороте
трубки несколько рядов детекторов пересекают плоскость реконструкции. С
увеличением шага спирали, число таких детекторных рядов растет и коли-
чество т«веерных» артефактов возрастает (рис. 18).

Рис. 18. Спиральный артефакт

содержание .. 6 7 8 9 ..