影响CR软拷贝影像质量的相关因素

尽管利用传统成像的几何学原理、滤线栅、X线控制台及球管获得计算机X线摄影（computed radiography,CR）影像，在较宽的密度动态范围及PACS中显示出优势，但技术操作的某些方面与传统X线摄影所发现的影响影像质量的相关因素有着相同或不同。这些因素可以追踪到CR成像系统的各个组成部分，包括：X线摄影条件、成像板（imaging plates,IPs）、影像读出装置扫描伪影、影像读出伪影、图像处理及操作者的错误等都有可能使CR软拷贝的影像质量受损，认识成像过程的这些相关因素将有助于消除这些缺陷。

资料与方法
    我们单位于2001年7月一次性安装了3台ACR-2000i成像板读出装置，通过它获得直接数字投照X线照片影像（如图1）。我们用14inX17in（36cmX43cm）、10inX12in（25cmX30cm）和8inX10in（20cmX25cm）ST-V型成像板，象素点大小为87微米，扫描频率50线/秒，灰阶12比特（4096线）。在一般光线下，将已投照过的影像板从暗盒中取出，并放入扫描仪，50秒后一张2K×2.5K×12bit的国际数字医学影像通讯标准（DICOM3.0）图像就形成了，然后随机抽取7165例CR软拷贝影像在监视器上进行影像质量分析。

结 果
本组识别了影响CR软拷贝影像质量的相关因素并跟踪到CR设备的各种部件环节（如图2~11），白色水平粗条纹伪影168例，黑色垂直条纹伪影11例，片状灰色伪影102例，毛衣状伪影13张例，图像压缩18例，毛玻璃状伪影53例，扫描中断伪影2例，双影像伪影25例，图像变形1例，图像未擦除后重叠伪影2例，暗盒扣伪影1例，乳腺沙粒状伪影3例；未用滤线栅（如：颈椎正位未用自加断层摄影、站立位腹部平片）85例，图像被切（如：肋膈角、头顶、肺尖）/或缩光器未开全16例，位置不正确（如髋关节股骨小粗隆未显示、应该足内斜位显示第5 骨）6例，外来异物伪影（如：胸扣、衣物、松紧带、拉链、发卡、耳环）41例，两次影像照重2例，散射线所致伪影9例，滤线器未推进4例，小孩移动伪影1例。

讨 论
常规X线摄影中使用增感屏/胶片组合系统的成像方式已众所周知[1]，在X线照片上终形成的影像无法直接数字化。CR系统解决的关键问题之一就是开发了一种既可接受模拟信息，又可实现模拟信息数字化的信息载体，即成像板。这样，采集的信息则可应用数字图像信息处理技术进一步处理，实现数字化处理、贮存与传输。

IP关键的成像层为含微量二价铕离子的氟卤化钡晶体，该晶体层内的化合物经X线照射后可将接受的能量以潜影的方式贮存在晶体内。当用激光束扫描带有潜影的成像板时，可激发贮存在晶体内的能量，使之转换为荧光，继而被读出并转换为数字信号。数字信号则可馈入计算机和数字图像处理系统，终形成数字影像。然后被送到潜影消除部分，经强光照射，消除IP上的潜影[2]。

成像板装在暗盒内，用和常规X线摄影相同的方式投照，因此与常规X线摄影设备相兼容。这样，其产生的伪影就得从X线摄影条件、成像板、影像读出装置扫描、影像读取、图像处理以及操作错误谈起。

1. X线摄影条件:CR系统用于不同部位时，其X线剂量的减少有不同的极限，当减少很大比例的剂量后仍能显示影像，但有时会同时读出IP上原有存储较强的信息而显示为重叠影像（如图2），我们通常把它称之为“记忆伪影”[2]，这主要显示于前者X线剂量过大，而后者剂量过低的情况下，加之消除方法上的问题，致使前后二次影像拍摄重叠，本组图像未擦除后重叠伪影2例。

此外，X线的反向散射能导致伪影归因于存贮荧光物质对散射线的高灵敏度。从暗盒后物体散射能曝光IP，产生暗盒后物体的影像(如图3)，本组暗盒扣伪影1例与文献中阐述的伪影一致[3]。因此，为消除这类伪影应使用合适的X线摄影条件，不能以为有了CR就可全然不顾X线摄影条件，这里主要有两种情形：为了增强细节而一味地提高X线摄影条件，以及为了降低X线辐射而一味地降低X线摄影条件等都是不足取地。此外，对于过高的X线曝光量一定要在规定的时间内进行消除，不可操之过急而过早地取出还未完全消除好的IP继续使用，一定要规范作业。

2. 成像板及读出装置扫描伪影:如图4、5、6中所示的各类伪影，有片状灰色伪影/或粗细均匀的黑/白条纹，本组共281张均由CR读出装置扫描时所产生的伪影。其特点为批量生产，是由于环境中灰尘进入扫描仪内/或滞留在IP上的灰尘所致（当时我科为引进新设备在搞内装修），在灰尘量少时可在图像上造成片状、偏深灰色阴影，随着灰尘量的加大，可影响扫描的速度及其匀速性，从而造成粗、细均匀的水平白条纹，表示IP扫描时出现停顿。消除的办法根据环境定期对IP、暗盒、CR读出装置内的灰尘进行清除。有效、且较实用的方法是用软沙布蘸IP清洁液对其进行小心擦拭，且待其干燥后方可进行正常操作，否则会出现本组中的1例影像变形伪影（如图7）。倘若经擦拭后无效，则应考虑传送IP滚轴的弹簧松紧度的问题，调试后需进行网线对接试验。

3.影像读出伪影:图8中显示来自影像读出装置的伪影，看似“毛衣状”伪影，本组成生13例，而这一伪影的产生可能与计算机软件错误有关，这可通过影像处理来识别它，如果无法挽回已成定局的影像则说明其读出系统出了问题，对于前者其影像处理错误由灰阶直方图的不正确判断所致。当一旦获得这些影像后，它们常不能再处理而必须重照，且重照后必须通过重新启动计算机后才能对IP进行扫描。

此外，本组还产生图像压缩18例，此现象为偏侧性压缩，压缩处呈白色，无任何影像，且使整个图像的面积呈四周匀称性压缩。这与常规拍摄时缩光器未打开有着本质的不同，这在于后者整个图像没有压缩，且呈对称性白色（如果摄影中心线对准的话）（如图9），这些均为激光模块的问题，需更换激光模块。

4.图像处理伪影:一些伪影产生于影像处理，可通过标准处理参数加以控制，将空间频率处理水平应用于特殊的解剖部位。当采用非锐利遮盖处理来增强影像锐利时，处理过的影像显示将依据函数大小的选择及频率增强特性而异。不适当的参数选择可能会产生影响诊断的伪影（如图10），尤其是显著不同的两种结构衰减的交会处。显示出以上所提及的伪影类型的影像可以作后处理，不必重复照。比如可通过unpress的影像处理来完成，再传输、打印即可。本组产生的形同“毛玻璃状”伪影53例，均可通过unpress的影像处理加以挽回，无需重照。同样，在乳腺CR中若不经过此处理则会产生沙粒状伪影，本组有3例。

5.操作错误:在任何成像方式中，操作错误将导致伪影的产生。CR暗盒必须存放正确。IP必须防热、防湿、防所有电离辐射源，包括散射线。由于IP对散射线敏感，应将其远离放射源，否则将导致图11中出现的伪影，本组中此现象有9例。

当CR设备对于使用者们来说是新手时，操作者的错误尤为常见。对任何接受器来讲暗盒的方向是一个十分重要的细节。由于设计了各种各样的暗盒以及结构的不同，如果使用暗盒颠倒，各种类型将留下其各自的伪影图案。还有就是IP反置或在一个暗盒内放置两块IP，这里要强调的就是一定要规范作业。

通常，IP被读取后便自动消除。如果它们一段时间不用时必须人为地清除，或清除不正确的曝光。它的前提是必须采用正确的消除设备与方式。对于不正确的X线曝光，首先将X线已曝过光的IP放在消除箱内，再按一下消除按钮直至绿灯显示，说明消除已经开始，等提示铃响后，才说明消除完毕。其间，特别是对新操作者往往会产生两种操作错误，一是以为只要将IP放入消除箱内即可消除，二是在消除铃还未提示时就过早地将IP拿出。

再则，在扫描时其仪器的各个部件都不能碰，在扫描过程中因无意中碰了扫描仪的停止/反向/顺向按钮，致使出现大片二次影像，此扫描中断伪影2例。

6. 与传统X线摄影相似的伪影:本组中与传统X线摄影相似的伪影有如下情形，滤线栅未用（如：颈椎正位未采用自加断层摄影、站立腹部平片）85例，从而未发挥滤线栅消除因摄影体积厚而加大X线剂量所带来的灰雾；图像被切（如：肋膈角、头顶、肺尖）16例、滤线器托盘未推进4例，均因投照部位不在IP之列/或缩光器未开全所致，因此，对于无任何影像信息的IP来说，计算机是无法获取的；位置不正确（如拍摄髋关节时股骨小粗隆未显示、该照足内斜位显示第5 骨却照成了外斜位）6例，在目前CR也无法将已获得的影像信息进行位置的旋转和倾斜，但已有人用“配准指数”法对胸部作局部的旋转和倾斜[4]，可将已获得的信息进行进一步的处理，使位置旋转/或倾斜成所需的位置；外来异物伪影（如：胸扣、衣物、松紧带、拉链、发卡、耳环）41例、照重2例，这对于CR来说如同常规X线摄影一样无能为力；后，产生小孩移动伪影1例。