Компьютерная томография (КТ) – инструмент зрительной визуализации, незаменимый в современной медицинской диагностике. От своевременного и точного выявления патологий в жизни пациентов. Однако качество КТ-изображений напрямую влияет на точность диагностики. Артефакты – извлечения, не соответствующие представленным анатомиям – могут существенно затруднить результаты интерпретации, приводящие к ложноположительным или ложноотрицательным выводам. В этой статье мы подробно рассмотрим основные типы артефактов, возникающих на КТ-изображениях, научимся их распознавать и обсудим методы минимизации и ограничения для получения максимально четких и информативных изображений. Мы рассматриваем артефакты движения, металлические артефакты, артефакты жесткости пучка, артефакты от неполных проекций и артефакты спиральной интерполяции.

Основные типы образцов КТ

Артефакты движения:

• Описание: Артефакты движения, вызванные перемещением пациента или внутренними органами во время хирургического вмешательства. Даже незначительное движение может ухудшить качество изображения.
• Примеры: Размытость контуров, ступенчатые изменения, «удвоение» анатомических структур.
• Причины: Движения пациента (непроизвольные или из-за дискомфорта), передние движения, перистальтика кишечника, сердцебиение. Дети и пациенты, испытывающие боль или тревогу, особенно важны для этих документов.

Артефакты из металлических предметов:

• Описание: Металлические предметы, находящиеся в ультразвуковом излучении, сильно улавливают рентгеновское излучение, вызывая выраженные артефакты.
• Примеры: Яркие полосы, темные тени, звездчатые аксессуары, полностью закрывающая окружающая ткань.
• Причины: Зубные пломбы, импланты, протезы (тазобедренные, коленные), металлические клипсы после операций, пули или осколки.

Артефакты от жесткости пучка (лучевая закалка):

• Описание: Этот тип артефактов возникает из-за различий низкоэнергетических фотонов хирургического пучка при происхождении через плотные ткани, такие как кости. Энергия пучка меняется, что приводит к изменению данных.
• Примеры: Тёмные полосы между плотными структурами (например, между височными костями), чашеобразный эффект (потемнение в центре изображения).
• Причины: Поглощение низкоэнергетических фотонов, изменение энергии рентгеновского пучка при протекании через плотные объекты.

Артефакты от неполных проекций (Partial Volume Averaging):

• Описание: Эти принципы направления, когда в пределах глубины разреза объекты располагаются с разной подсветкой. В результате значение плотности для пикселя усредняется, что искажает изображение.
• Примеры: Размытие границ объектов, изменение формы мелких структур, усреднение плотности тканей.
• Причины: Толщина среза относительно небольшого размера, наличие объектов с резко выраженным светом в пределах одного вокселя.

Артефакты от спиральной интерполяции (Spiral Interpolation):

• Описание: При спиральном сканировании (геликоидной КТ) данные непрерывного действия, а затем реконструируются для создания изображений. Процесс интерполяции данных может приводить к архивам.
• Примеры: Ступенчатые архивы, изменение формы, размытие.
• Причины: Особенности алгоритма реконструкции, применение при спиральном сканировании, шаг спирали.

Распознание документов

Общие принципы:

• Анализ формы и расположения: Артефакты часто имеют характерные формы (полосы, звёзды, размытие) и строго определенным образом подходят к анатомическим структурам.
• Сопоставление с источниками: Оцените, есть ли в контурных объектах, которые могут содержать резервы (например, металлические имплантаты).
• Дополнительные проекции: Использование аксиальных, сагиттальных и корональных проекций позволяет более точно оценить облик и образец экспонатов.

Распознавание документов по движению:

• Ключевые признаки: размытость, удвоение контуров, ступенчатые изменения.
• Области: Брюшная полость (перистальтика кишечника), грудная клетка (дыхательные движения), особенно при проведении без задержки дыхания.

Распознавание документов из металла:

• Ключевые признаки: Полосы, звёздные артефакты, чередование ярких и тёмных полос.
• Типичные локализации: область зубов с пломбами, область имплантов (тазобедренные, коленные и др.), места установки металлических клипс.

Распознавание деталей от жесткости пучка:

• Ключевые признаки: Потемнение в центральной части изображения, чашеобразный эффект, темные полосы между плотными костями.
• Локализация: Плотные костные структуры, например, кости черепа, таз

Распознание документов от неполных проекций:

• Ключевые признаки: Ступенчатые границы, нечеткость мелких деталей, «пикселизация» изображения.
• Локализация: Границы органов и тканей, структура тканей, мелкие объекты.

Методы минимизации и ограничения артефактов

Подготовка пациента:

• Инструкции: Четкое объяснение процедур проведения процедуры и необходимость в постоянном руководстве.
• Фиксация: Использование фиксирующих устройств (ремней, подушек) для основных движений.
• Седация: При необходимости (например, у детей или пациентов с клаустрофобией) – применение седативных препаратов под контролем врача.
• Удаление металла: По возможности, удаление металлических предметов (украшений, пирсинга) перед сканированием.

Оптимизация параметров:

• Толщина среза: Выбор допустимой глубины среза в зависимости от ограничения области и целей исследования. Уменьшение толщины среза может уменьшить выступы от неполных проекций, но увеличит лучевую нагрузку.
• Время обработки: увеличение времени позволяет получить больше данных и снизить затраты на движение. Использование быстрых протоколов холодных источников движения.
• Синхронизация дыхания: Использование техники задержки дыхания или внешней навигации (ворот) для дополнительных устройств от наружных движений.
• Напряжение на трубке (кВ): Увеличение напряжения на трубке (кВ) уменьшает жесткость пучка, но увеличивает лучевую нагрузку.
• Протоколы для металла: Использование специальных протоколов кабельного телевидения для визуализации вблизи металлических имплантов.

Методы постобработки изображений:

• Коррекция жесткости пучка: Применение алгоритма коррекции жесткости пучка.
• MAR (Уменьшение металлических артефактов): Использование алгоритмов аксессуаров из металла (MAR).
• Итеративная разработка: использование итеративных методов, которые обеспечивают более качественное изображение с использованием исходных материалов и пониженной лучевой обработки.
• Алгоритмы ограничения движения: Использование алгоритмов, которые компенсируют движения пациента во время оказания помощи.

Артефакты на КТ-изображениях – распространенная проблема, которая может повлиять на точность диагностики. Знание основных типов документов, умение их распознавать и применять соответствующие методы минимизации и ограничения – необходимые навыки для любого специалиста, работающего с КТ. В будущем развитие новых технологий (таких как двухэнергетическая КТ, более совершенные алгоритмы реконструкции и машинное обучение) позволит еще больше снизить влияние артефактов и повысить качество и надежность КТ-диагностики. Постоянное обучение и повышение квалификации в этой области необходимы для обеспечения наилучшего качества медицинской помощи.