螺旋CT梯状伪影的数学模型及实验研究

目的建立螺旋CT梯状伪影大小的一般数学模型;研究梯状伪影产生的原因、伪影大小及其与被扫描物体的形状、位置和扫描参数的关系;比较单层螺旋CT与多层螺旋CT下梯状伪影的大小;研究减少此类伪影的方法.材料与方法用工业用纯有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯,acrylic),制作一个底座高180mm、(直径为250mm,顶角为45°的锥体,在三台螺旋CT(SiemensPlus 4单层面CT、Elscint CT Twin Flash双层面CT、GE Light Speed Ultra八层面CT)上,用半扫描插值算法(HI),在(2,5,10)mm的床进距离,层厚(2,5,10)mm,重建间隔为(2,5,10)mm,以及在体模中心线与CT扫描中心线重合、成20°的位置下扫描,获取不同的图像.然后用MATLAB6.5编写的程序对其大小进行分析.结果梯状伪影来源于被扫描物体表面与扫描中心线存在一定的角度和使用的螺旋插值算法.层厚一定的情况下,步进距离越大,伪影加大;步进距离一定,层厚越大,伪影加大,并与床进距离和锥体长度成线性关系;被扫描物体中心线偏离扫描中心线时的伪影比与扫描中心线重合时的伪影大.在相同的扫描条件下,多层CT的伪影比单层面CT的伪影小.结论本文建立的梯状伪影的一般数学模型的结果与实验结果一致.在螺旋扫描方式下,梯状伪影不可能消除.要减少伪影必须:①被扫描物体的中心线要与扫描中心线重合;②尽量采取小步进或薄层扫描;③采用合适的插值算法.

Mathematical model and experimental study on the stair-step artifact on helical CT