![Page 1: CT -artefaktyapfyz.upol.cz/ucebnice/details/artefakty_CT.pdfPůvod artefaktů v CT Fyzikální •změna energie svazku •parciální objemový efekt •úbytek fotonů •podvzorkování](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022071405/60f9dc8c30fdb33b900f4d9b/html5/thumbnails/1.jpg)
CT - artefakty
Doc.RNDr. Roman Kubínek, CSc.Předmět: lékařská přístrojová fyzika
![Page 2: CT -artefaktyapfyz.upol.cz/ucebnice/details/artefakty_CT.pdfPůvod artefaktů v CT Fyzikální •změna energie svazku •parciální objemový efekt •úbytek fotonů •podvzorkování](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022071405/60f9dc8c30fdb33b900f4d9b/html5/thumbnails/2.jpg)
Artefakty v CT
Systematické neshody v CT číslech v rekonstruovaném obraze oproti skutečné hodnotě koeficientu zeslabení ve vyšetřovaném
objektu
![Page 3: CT -artefaktyapfyz.upol.cz/ucebnice/details/artefakty_CT.pdfPůvod artefaktů v CT Fyzikální •změna energie svazku •parciální objemový efekt •úbytek fotonů •podvzorkování](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022071405/60f9dc8c30fdb33b900f4d9b/html5/thumbnails/3.jpg)
Druhy artefaktů v CT
Proužky – obecně z důvodu nekonzistence obrazových dat
Stíny – obvykle snímání skupinou detektorů nebo zobrazení nárůstu odchylek ze skutečného měření
Kroužky – zpravidla chyby v důsledku chybné kalibrace detektorů
Zkoucení – zapřičiněno špatnou spirálovou interpolací
![Page 4: CT -artefaktyapfyz.upol.cz/ucebnice/details/artefakty_CT.pdfPůvod artefaktů v CT Fyzikální •změna energie svazku •parciální objemový efekt •úbytek fotonů •podvzorkování](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022071405/60f9dc8c30fdb33b900f4d9b/html5/thumbnails/4.jpg)
Původ artefaktů v CT
Fyzikální
•změna energie svazku
•parciální objemový efekt
•úbytek fotonů
•podvzorkování
Pacient
•kovy
•pohyb pacienta
Skener
•citlivost detektoru
•mechanická nestabilita
![Page 5: CT -artefaktyapfyz.upol.cz/ucebnice/details/artefakty_CT.pdfPůvod artefaktů v CT Fyzikální •změna energie svazku •parciální objemový efekt •úbytek fotonů •podvzorkování](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022071405/60f9dc8c30fdb33b900f4d9b/html5/thumbnails/5.jpg)
„Tvrdost“ svazku (změna energie)
Průchodem rtg záření objektem se zvyšuje jeho průměrná energie
To pak způsobuje artefakty obvykle ve tvaru tmavých pásů
![Page 6: CT -artefaktyapfyz.upol.cz/ucebnice/details/artefakty_CT.pdfPůvod artefaktů v CT Fyzikální •změna energie svazku •parciální objemový efekt •úbytek fotonů •podvzorkování](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022071405/60f9dc8c30fdb33b900f4d9b/html5/thumbnails/6.jpg)
Vliv „tvrdosti“ svazku na skenovaný profil
![Page 7: CT -artefaktyapfyz.upol.cz/ucebnice/details/artefakty_CT.pdfPůvod artefaktů v CT Fyzikální •změna energie svazku •parciální objemový efekt •úbytek fotonů •podvzorkování](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022071405/60f9dc8c30fdb33b900f4d9b/html5/thumbnails/7.jpg)
Vliv „tvrdosti“ svazku na skenovaný profil
Změna CT čísel obraz stejnorodého fantomu
![Page 8: CT -artefaktyapfyz.upol.cz/ucebnice/details/artefakty_CT.pdfPůvod artefaktů v CT Fyzikální •změna energie svazku •parciální objemový efekt •úbytek fotonů •podvzorkování](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022071405/60f9dc8c30fdb33b900f4d9b/html5/thumbnails/8.jpg)
Vyloučení artefaktů spojených s „tvrdostí“ svazku
•Odpovídající filtrace svazku
•Volba korekčních faktorů použitých při kalibraci
•Volba softweru pro omezení změn energie svazku
•Omezení prázdných prostor okolo pacienta (volba polohování, náklon portálu atd.)
![Page 9: CT -artefaktyapfyz.upol.cz/ucebnice/details/artefakty_CT.pdfPůvod artefaktů v CT Fyzikální •změna energie svazku •parciální objemový efekt •úbytek fotonů •podvzorkování](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022071405/60f9dc8c30fdb33b900f4d9b/html5/thumbnails/9.jpg)
Korekce při kalibraci
![Page 10: CT -artefaktyapfyz.upol.cz/ucebnice/details/artefakty_CT.pdfPůvod artefaktů v CT Fyzikální •změna energie svazku •parciální objemový efekt •úbytek fotonů •podvzorkování](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022071405/60f9dc8c30fdb33b900f4d9b/html5/thumbnails/10.jpg)
Použití softwerové korekce
![Page 11: CT -artefaktyapfyz.upol.cz/ucebnice/details/artefakty_CT.pdfPůvod artefaktů v CT Fyzikální •změna energie svazku •parciální objemový efekt •úbytek fotonů •podvzorkování](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022071405/60f9dc8c30fdb33b900f4d9b/html5/thumbnails/11.jpg)
Artefakty způsobené parciálním objemem
Vzniká v případě, že objekt umístěný mimo střed je částečně zobrazen v obrazové rovině
![Page 12: CT -artefaktyapfyz.upol.cz/ucebnice/details/artefakty_CT.pdfPůvod artefaktů v CT Fyzikální •změna energie svazku •parciální objemový efekt •úbytek fotonů •podvzorkování](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022071405/60f9dc8c30fdb33b900f4d9b/html5/thumbnails/12.jpg)
Artefakty způsobené parciálním objemem-minimalizace
tlustý řez tenký řez
![Page 13: CT -artefaktyapfyz.upol.cz/ucebnice/details/artefakty_CT.pdfPůvod artefaktů v CT Fyzikální •změna energie svazku •parciální objemový efekt •úbytek fotonů •podvzorkování](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022071405/60f9dc8c30fdb33b900f4d9b/html5/thumbnails/13.jpg)
Nedostatek fotonů
Část individuální projekce je zašuměná z důvodu nedostatku fotonů ve svazku procházejícím nejširšími částmi těla
Při rekonstrukci obrazu se šum projeví formou proužků
Eliminace modulací proudu(různé řezy-různé hodnotyproudu)
![Page 14: CT -artefaktyapfyz.upol.cz/ucebnice/details/artefakty_CT.pdfPůvod artefaktů v CT Fyzikální •změna energie svazku •parciální objemový efekt •úbytek fotonů •podvzorkování](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022071405/60f9dc8c30fdb33b900f4d9b/html5/thumbnails/14.jpg)
Adaptivní filtrace
Vyhlazení každé projekce pouze v místě slabého signálu
Původní projekce projekce po adaptivní filtraci
![Page 15: CT -artefaktyapfyz.upol.cz/ucebnice/details/artefakty_CT.pdfPůvod artefaktů v CT Fyzikální •změna energie svazku •parciální objemový efekt •úbytek fotonů •podvzorkování](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022071405/60f9dc8c30fdb33b900f4d9b/html5/thumbnails/15.jpg)
Multidimenzionální adaptivní filtrace
Použití pro obrazové body pod prahem hodnoty zeslabení
•použije se zvláště široký z-filtr pro část každé rotace
•pro každou projekci jsou hodnoty v sousedních kanálech průměrovány
•pro každý detektor jsou průměrovány signály z následujících vzorkovacích úhlů
Pro minimalizaci rozmazání
<<<< 5% datových bodů je upraveno
![Page 16: CT -artefaktyapfyz.upol.cz/ucebnice/details/artefakty_CT.pdfPůvod artefaktů v CT Fyzikální •změna energie svazku •parciální objemový efekt •úbytek fotonů •podvzorkování](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022071405/60f9dc8c30fdb33b900f4d9b/html5/thumbnails/16.jpg)
Vliv 3D multidimenzionálníadaptivní filtrace
standard s použitím MAF
![Page 17: CT -artefaktyapfyz.upol.cz/ucebnice/details/artefakty_CT.pdfPůvod artefaktů v CT Fyzikální •změna energie svazku •parciální objemový efekt •úbytek fotonů •podvzorkování](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022071405/60f9dc8c30fdb33b900f4d9b/html5/thumbnails/17.jpg)
Podvzorkování
Volba příliš hrubého vzorkovacího intervalu vede k nedostatečnému vykreslení detailů řezu (ztráta informací na hranách a malých detailech)
V obraze jsou patrné jemné čáry a jejich roztřepení
![Page 18: CT -artefaktyapfyz.upol.cz/ucebnice/details/artefakty_CT.pdfPůvod artefaktů v CT Fyzikální •změna energie svazku •parciální objemový efekt •úbytek fotonů •podvzorkování](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022071405/60f9dc8c30fdb33b900f4d9b/html5/thumbnails/18.jpg)
Artefakty vlivem kovových součástí těla
Šmouhy způsobené:
•dentálními materiály,
•protetickými pomůckami,
•sponami, šrouby,
•elektrodami
![Page 19: CT -artefaktyapfyz.upol.cz/ucebnice/details/artefakty_CT.pdfPůvod artefaktů v CT Fyzikální •změna energie svazku •parciální objemový efekt •úbytek fotonů •podvzorkování](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022071405/60f9dc8c30fdb33b900f4d9b/html5/thumbnails/19.jpg)
Artefakty vlivem kovových součástí těla-eliminace
Šrouby po korekci
•Možnost náklony portálu
•Použití speciálního softweru
![Page 20: CT -artefaktyapfyz.upol.cz/ucebnice/details/artefakty_CT.pdfPůvod artefaktů v CT Fyzikální •změna energie svazku •parciální objemový efekt •úbytek fotonů •podvzorkování](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022071405/60f9dc8c30fdb33b900f4d9b/html5/thumbnails/20.jpg)
Artefakty vlivem pohybu pacienta -redukce
•Krátký skenovací čas
•Imobilizační a polohovací pomůcky
•Volba výchozí pozice rentgenky v souladu s možným pohybem těla
•Průměrování skenů (opakovaný sken)
•Speciální softwerové korekce
Konvenční obraz upravený obraz po korekci
![Page 21: CT -artefaktyapfyz.upol.cz/ucebnice/details/artefakty_CT.pdfPůvod artefaktů v CT Fyzikální •změna energie svazku •parciální objemový efekt •úbytek fotonů •podvzorkování](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022071405/60f9dc8c30fdb33b900f4d9b/html5/thumbnails/21.jpg)
Citlivost detektoru-kruhové artefakty
U třetí generace skenerů může dojít v důsledku rozdílu ve výtěžku detektorů ke kruhovému artefaktu, který se projeví v obraze.
Přítomnost těchto kruhových artefaktů je známkou nutnosti překalibrovat detektory
Fantom ve vodě
Fantom ve vzduchu
![Page 22: CT -artefaktyapfyz.upol.cz/ucebnice/details/artefakty_CT.pdfPůvod artefaktů v CT Fyzikální •změna energie svazku •parciální objemový efekt •úbytek fotonů •podvzorkování](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022071405/60f9dc8c30fdb33b900f4d9b/html5/thumbnails/22.jpg)
Mechanická nestabilita
Např. pohyb rotoru s rentgenovou trubicí může být způsoben:
• rotací anody rentgenky (cca 10000 ot/min)
• vysoká teplota způsobuje trhliny na anodě
• vysoká frekvence rotoru anody způsobí odchylku rtg svazku
• projevuje se zejména proužky v obraze
Pohyb rotoru Bez pohybu rotoru
![Page 23: CT -artefaktyapfyz.upol.cz/ucebnice/details/artefakty_CT.pdfPůvod artefaktů v CT Fyzikální •změna energie svazku •parciální objemový efekt •úbytek fotonů •podvzorkování](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022071405/60f9dc8c30fdb33b900f4d9b/html5/thumbnails/23.jpg)
Artefakty při spirálovém skenování
• obecně se podobné artefakty vyskytují jak u spirálového, tak i konvenčního skenování
• další artefakty jsou způsobeny u spirálového skenování interpolačními procesy
• to je např. výsledek změny struktury ve směru z (vrchol lebky)
• artefakty jsou markantnější při větších stoupáních spirály
Příklad spirálového skenu na fantomu-stoupání 2
![Page 24: CT -artefaktyapfyz.upol.cz/ucebnice/details/artefakty_CT.pdfPůvod artefaktů v CT Fyzikální •změna energie svazku •parciální objemový efekt •úbytek fotonů •podvzorkování](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022071405/60f9dc8c30fdb33b900f4d9b/html5/thumbnails/24.jpg)
Artefakty při spirálovém skenování-břišní dutina
![Page 25: CT -artefaktyapfyz.upol.cz/ucebnice/details/artefakty_CT.pdfPůvod artefaktů v CT Fyzikální •změna energie svazku •parciální objemový efekt •úbytek fotonů •podvzorkování](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022071405/60f9dc8c30fdb33b900f4d9b/html5/thumbnails/25.jpg)
Artefakty při spirálovém skenování- hlava
Minimalizace těchto artefaktů:
• volba stoupání-nejlépe 1
• vhodnější 180°°°° než 360°°°°interpolátor
• tenký řez
![Page 26: CT -artefaktyapfyz.upol.cz/ucebnice/details/artefakty_CT.pdfPůvod artefaktů v CT Fyzikální •změna energie svazku •parciální objemový efekt •úbytek fotonů •podvzorkování](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022071405/60f9dc8c30fdb33b900f4d9b/html5/thumbnails/26.jpg)
Artefakty při spirálovém skenování
„zebra“ artefakt- způsobený nehomogenitami šumu
![Page 27: CT -artefaktyapfyz.upol.cz/ucebnice/details/artefakty_CT.pdfPůvod artefaktů v CT Fyzikální •změna energie svazku •parciální objemový efekt •úbytek fotonů •podvzorkování](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022071405/60f9dc8c30fdb33b900f4d9b/html5/thumbnails/27.jpg)
Artefakty při spirálovém skenování-vliv stoupání
![Page 28: CT -artefaktyapfyz.upol.cz/ucebnice/details/artefakty_CT.pdfPůvod artefaktů v CT Fyzikální •změna energie svazku •parciální objemový efekt •úbytek fotonů •podvzorkování](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022071405/60f9dc8c30fdb33b900f4d9b/html5/thumbnails/28.jpg)
Artefakty – vliv kuželovitosti svazku
Data získaná každým detektorem souvisí s geometrií svazku
Omezená data získaná vnějšími detektory
Detektor ve středu řady vně řady
![Page 29: CT -artefaktyapfyz.upol.cz/ucebnice/details/artefakty_CT.pdfPůvod artefaktů v CT Fyzikální •změna energie svazku •parciální objemový efekt •úbytek fotonů •podvzorkování](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022071405/60f9dc8c30fdb33b900f4d9b/html5/thumbnails/29.jpg)
Závěr
• Původ artefaktů pochází z řady zdrojů a degradují kvalitu obrazu
• Některé artefakty mohou být korigovány softwerově
• Pro minimalizaci artefaktů je důležitá správná volba skenovacích parametrů, správné polohování pacienta a zejména kvalitní konstrukce CT skeneru