CT机维护与保养

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1、CT机维护与保养的体会,CT装置是由 X 线发生器、计算机系统、检查床、自动控制部分等组成。是一种技术先进、使用广泛的大型医疗设备，是医院不可缺少的临床诊断设备。因此，如何保证 CT设备处于最佳的诊疗状态，正确使用机器，精心维护与保养，以确保机器开机率是极其重要的。 CT 机对电源供应、环境温、湿度、防尘净化、球管的日常维护等均有较高的要求，这些因素的好坏，是关系到机器能否正常工作的重要因素。1 电网供电的稳定电源是保证 CT机稳定运行的首要条件。CT机的电源最好用专线、专用变压器。由于 CT机爆光时瞬间电流较大，应避免与电源电压变化大的负载共用，特别是不能和医院中央空调机组共用一个变压器，以

2、防止线路过载引起停电给机器带来不可估量的损害。 CT机中的磁盘驱动系统，对电源频率十分敏感，当电源频率波动较大时，转速便会下降，造成读写数据的错误，严重时将使速度保护而停止工作。由于机器的保护系统较多，所以电源电压的忽高忽低都会使机器处在保护状态下。电源电压和频率的不稳定，是导致 CT故障的一个重要因素，对于电源电压不稳应加 UPS不间断稳压电源。所以在机器安装、机房设计时，就必须按机器厂家技术指标要求做好电源线的布线。2 机房温度、湿度的恒定恒温恒湿： CT 机对环境温度、湿度的要求，特别是计算机房的要求是有严格规定：温度要保持在 20- 25左右。室内温度过高， CT 球管、高压电路散热不

3、畅，会引起机器不工作；湿度要控制在 35-70 左右，但不超过 70为宜，湿度过小，会导致某些材料及结构的几何变形和性能变化，特别是磁盘机，湿度过小会导致盘面变形，过大又会使磁胶变质，磁层脱落，影响其使用寿命。防潮保干： CT 机位于潮湿的环境时，空气中的水份因达临界温度即凝结并附着于电气元件上，导致电气性能改变，一旦精密机械表面因长期受潮而生锈会降低精密度，电路绝缘性能变低，甚至引起线高压放电或击穿，这些因素都会引起机器工作不正常，特别南方地区气候潮湿水雾大，要定时开去湿机除湿，以确保机房的干燥。3 防尘净化的环境防尘是电气设备的共同要求。由于静电感应可使灰尘附着于器件表面，影响散热而改变电

4、气设备性能，加快元器件的老化。而 CT 机对防尘要求更高，原因当 CT 机扫描区内有一定量的积尘时， 探测器所接收 X 线量并非真正空气扫描时所接受的 X 线量，有一定的误差，计算机在信号处理过程中，就会出现偏差，从而出现伪影而影响诊断。还有机器内部的电路板插槽、滑环等精密部件被灰尘覆盖后，则有可能造成打火、短路、接触不良等故障。因此， CT 机必须要有一个良好的清洁环境，扫描室、控制室保持清洁，换鞋入内，严禁在室内存放无关的物品。室内注意通风、严格防尘、定期消毒和净化空气。4 CT球管的日常维护和保养CT球管是 CT设备的中心部件之一，它主要由灯丝、靶、靶轴、管套、高压系统几部分组成，球管工

5、作时，灯丝上通有电流，灯丝电流电子在外加高压系统产生的强大电场作用力的驱动下，高速益处，轰击到球管靶面上，产生X 射线。只有当CT球管提供稳定，高质量的x 射线， CT的一切功能才能按部就班的进行。所以CT球管的工作环境及状态的日常维护保养显得很重要。保养内容：外部三相电源检测，包括三相电源的相位平衡稳定，不移相及地线的阻值和接地良好与否，定期检查机器接地的可靠性，以防电击。高压电缆与球管的接触良好，接触零部件无杂质，每年检查一次。房间的湿度，温度保持恒定。CT机停止扫描2h以上，必须进行暖机，这样一方面保证了CT 图像质量，另一方面有利于延长CT 球管的寿命，同时应避免球管在高热的情况下继续

6、曝光。除上面所讲的外，其它的须坚持每次开机预热30 分钟后再进行空气校正，每周校正 CT值的准确性，定期作稳定性检测和水模校正，必要时作状态检测。尽量注意不要经常使用过高的扫描条件，图像满足临床诊断要求既可。总之，通过对CT机的日常维护和保养，严格遵守机器操作规程，完全可以将机器的故障率降到最低，提高设备的完好率和使用率。作者：石碧辉【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

7、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

8、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。前者是指当 X 线球管沿着不同的方向对某一物体进行扫描时，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：配置的X 射线过滤器；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

9、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，输出信号为检测数据的平均值，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：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）；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

10、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。在CT图像的重建中，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

11、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

12、固定的直线, 直线尾部被抵消而形成一个环。?形成伪影：在常规投影中，每通道误差代表固定强度的一条直线，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，它反比与于圆环半径。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。?减少伪影的方法：完善数据采集和处理系统，不同CT厂家有各自的技术流程；图像后续处理。?1.5? 散射伪影?产生机制：X 射线在穿透人体的过程中同人体组织的原子间发生了比较复杂的相互作用，如光电效应、康普顿散射效应和电子对效应。散射光子通常偏离原射线的传播路径而被其它的探测器接收，这导致探测器接受的信号

13、有一部分来源于散射，得到的信号偏离了X线强度的真实值。?形成伪影：散射效应降低了图像的对比度，增加了噪声，在图像中表现为低频条状伪影，如图9。?减少伪影的方法：使用准直器；软件校正技术（图10）。?1.6? 欠采样伪影?产生机制：根据香农定律，为了避免产生混淆，原始数据采集频率必须等于或大于被采样信号最高频率的2 倍。CT信号采样中 , 对于某一方向 X 线束，当探测器径向和角度采样间距明显大于像素尺寸时, 称为该方向欠采样。不足的采样帧数或在一个帧中过大采样间隔都会产生混叠条状伪影。?形成伪影：第三代CT信号的采集最大频率受到X线球管焦点尺寸、扫描仪几何形状、探测器单元尺寸等因素限制，不能满

14、足香农定律。由于投影采样不足，导致计算机对相关锐利边缘和小物体信息的记录丢失，在锐利边缘附近容易观察到混淆条纹伪影（图 11）。?减少伪影的方法：基于位置校正的1/4 探测器偏移法和飞焦点（焦点抖动）技术；自适应帧合成技术等。?1.7? 与 X 线球管相关的伪影?X线球管放电伪影?产生机制： X 线管老化会重复发生放电现象，此时，管电流和管电压会发生明显下降，导致光子输出严重降低或消失。因此，一个或多个投影数据受到影响，导致伪影产生。?形成伪影： X 线管放电导致的伪影实质上是光子不足、低剂量所造成，为条纹状。?减少伪影的方法：对于 X 线管放电不严重的CT机，可以用算法校正消除条纹伪影，如合

15、成投影技术、自适应滤波技术等。对于经常放电的球管，最佳方法是替换之。X线球管转子抖动伪影?产生机制：如果CT机发生 X线管转子抖动的故障现象，则会出现X 线束偏离实际理想位置，形成 X线管转子伪影。形成伪影： X 线管转子抖动会导致图像出现大面积的条纹伪影（图12）。?减少伪影的方法：对有X 线管转子抖动现象的球管，及时进行修复替换故障部分可解决此伪影（图13）。?2?与病人有关的伪影?2.1? 病人运动?产生机制：在 CT扫描数据采集过程中，若该断层内被测物发生移位，将导致投影数据不一致 , 而产生运动伪影。通常扫描病人时，病人的心脏跳动、呼吸运动、胃肠蠕动等生理运动会使被测物体进入或离开扫

16、描平面，造成上述伪影。造影剂的不当使用也会导致运动伪影（如上腔静脉造影剂伪影的产生，一方面与造影剂注射的速率有关，另一方面与机器扫描时，造影剂在血管内是否流动有关，即所谓的层流伪影）。?形成伪影：病人的运动导致图像产生阴影或条纹状伪影（图14），并且伪影的严重程度和病人运动方向有关。?减少伪影的方法：减少运动伪影可以从病人和机器两方面考虑。比如：对于最常见的呼吸运动，可以指导病人呼气、吸气；可以给病人注射镇静剂；加快机器扫描速度；通过球管扫描的开始位置与运动的方向对齐, 使运动伪影最小化；心电门控技术；应用特殊的重建技术，如运动伪影校正算法（图15）。?2.2? 金属伪影?产生机制：当扫描病人

17、身体部分附带有金属物体时候，会产生严重的金属伪影。金属伪影形状随着金属物体的形状和密度不同而变化，可产生上述的射线硬化效应、部分容积效应、光子不足等，另外，金属物体的运动更容易产生伪影。?形成伪影：金属物体主要表现为大投影数据引起的从金属区域发出的高密度条状伪影（图 16）。?减少伪影的方法：在扫描开始前，通常要求病人取下可移动的金属物体; 对于不能移动的东西，例如牙齿填充物，假肢以及外科金属夹，可采用一定的机架角度避免金属进入扫描范围 ; 对于当不能避开的金属物，可用提高KV 值，可减少线束硬化效应，或采用薄层将会减少部分容积伪影; 应用金属伪影的软件校正也可减少金属伪影（图17），但有效性

18、有时是有限的，因为尽管条纹远离被移走的金属埋植物，但是仍然会有金属组织界面周围细节的丢失，而通常这些细节都是诊断所感兴趣的区域。?2.3? 投影数据不完全伪影?产生机制：对于大多数CT机而言，机架孔径尺寸和FOV大小是不一样的，当被扫描物有一部分在扫描区域外时，则会出现部分投影数据被截断，不能充分被利用于图像重建。因此，产生伪影。?形成伪影：投影不完全可产生被截断的投影在截断物体边界明亮的条纹伪影（图18），投影数据截断越大，伪影越多。?减少伪影的方法：将病人精确放置在扫描中心，如做胸腹部扫描时可让病人把手臂抱着头部；采用软件算法校正。?3?螺旋CT伪影?产生机制：在CT及其物理特性保持不变的

19、情况下, 螺旋扫描与常规扫描的CT图像伪影是相同的，如上述的几种伪影也有可能在螺旋CT中产生。但是，由于螺旋CT的 X线球管曝光和病床进动同时进行的独特扫描方式以及内插算法的重建计算方式，导致了螺旋 CT伪影。?形成伪影：螺旋CT 采集的数据是非同一平面的数据, 需要用插值算法对其进行整合 , 使之成为同一平面投影数据之后 , 再进行图像重建 , 特别是在对纵轴方向上有一定梯度的目标物体扫描成像时 , 会产生典型的阶梯状伪影。在横断面其表现为阶梯样 ,在多平面重组和3D成像中表现为斑马样条纹。?减少伪影的方法：被扫描物体的中心线要与扫描中心重和; 尽量采取小螺距或薄层扫描 ; 采用合适的插值算

20、法（图19、20）。?产生 CT伪影的原因有很多，除了上述成像技术及机器有关伪影外，环境、人为因素也影响着 CT图像质量。CT伪影降低了图像质量， 给影像医生带来了不必要的麻烦，甚至造成误诊。 所以，必须对 CT伪影的产生原因有一定的认识，才能用合理的方法，如调节扫描方式、扫描时间等降低伪影，达到诊断要求。【参考文献】?191.2MehranYazdi,LucBeaulieu.ArtifactsinspiralXrayCTscanners:problemsandsolutions.InternationalJournalofBiologicalandMedicalSciencesVolume1

21、Number3.135 139.3HsiehJ.Imageartifacts:appearances,causesandcorrections.Computedtomography:principles,design,artifactsandrecentadvances.Bellingham,Wash:SPIEPress,2003 ，167240.4 翁传政 .CT 图像常见伪影成因及解决方法，医疗卫生装备，2006，27（12）： 4951.5 张春玲, 亓恒涛. 多层螺旋 CT 图像伪影的探讨，泰山医学院学报，2006,127(15):425 427.6 杨克柽 , 王余锋 .CT 图像伪影 . 医疗装备， 2006,19(5):1617.7 余晓锷，卢广文，等 .CT 设备原理、结构与质量保证. 科学出版社 ,2005