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CT圖像環形偽影分析

時間:2020-07-23 來源: 點擊:

 CT圖像環形偽影分析 
   CT圖像產生環形偽影是第三代CT機(旋轉-旋轉掃描方式)的常見故障之一,造成環形偽影的因素很多,主要包括:球管輸出量不足,球管位置安裝偏差,準直器內掉進異物,模型校準數據不準,數據采集系統(DAS)故障等。其中DAS部分引起的環形偽影最為常見,也最為復雜。其它幾種因素分別采取重新做模型校準或更換球管、適當調整球管位置、清除準直器內異物等措施即可。下面就以日本東芝公司生產的第三代機TCT-300S為例,討論由DAS造成的環形偽影問題 資料來源 :醫 學 教 育網 。   1 數據采集系統的工作原理     TCT一300S的DAS包括512個探測器,32塊Q-MUX集成電路(IC),Q/V、FPA/ADC、TIMING I/O印刷電路板(PWB)各l塊以及探測器電源和DAS電源。     探測器由512個氙氣探測器組成,內充高壓氙氣,極間加200VDC電壓。氙氣接受X線入射后電離,產生電荷,在極間高壓作用下移動,形成電流信號,向Q-MUX IC輸出。     Q-MUX IC是16路積分電路,通過電容的積分作用把輸入的電流信號轉換成電荷信號,每一塊Q-MUX IC負責16個通道,一共32塊ICs完成全部探測器組成的512個通道的轉換工作。所有通道按照一定的組合規律通過4根模擬總線(QMBUS)與Q/V PWB相連接。     因此,每一根QMBUS傳送8塊Q-MUX ICs、128個通道的信號,并且各個相鄰信號之間間隔4個通道。QMBUS為同軸繢孿摺?br>   Q/V PWB有4個Q/V放大器對應于4根模擬總線,Q/V放大器是電荷/電壓轉換器,把Q-MUX輸出的電荷信號轉換成電壓信號,輸入到FPA/ADCPWB。     FPA/ADC PWB包括浮點放大和模數轉換2個功能塊。浮點放大器提供Xl、X8、x64 3種增益,根據信號水平自動選擇適當增益,使輸出電壓信號保持在10V級,所選取增益用2位數字信號表示,模擬信號經ADC轉換成14位數字信號,并與2位增益位合成16位數字信號,輸出給FRU。至此,DAS的工作完成。摘自: 醫 學教 育網www.med66.com     TIMING I/O PWB提供DAS的時序控制,包括DAS與FRU的接口功能和DAS采樣序列控制。     通過對DAS的分析,可以明確DAS各部分與探測器通道的對應關系,因為CT圖像環形偽影正是反映了相應某個或某些通道的故障,明確它們之間的內在聯系之后,就能根據各種偽影的特征,分析其性質,判別原因,加以檢修。 資料來源 :醫 學 教 育網   2 CT環形偽影故障分析及檢修   CT圖像產生的環形偽影可分為單環和多環,其故障原因也各不相同,下面就一一舉例討論。   2.1 單環偽影     造成單環偽影的故障相對簡單,通過DAS原理分析,基本上可以確定是某個探測器通道的問題。對于此類故障,TCT-300S可以通過系統設置關閉故障通道來解決?,F在的關鍵是如何定位故障通道。在TCT-300S的維修界面下執行DCA程序,檢查各通道的DCA數據,其Mean值的正常范圍是100-500,結果發現第174通道Mean值不在該數量級上,且遠遠低于正常范圍,確定是第174通道故障。退出DCA程序,進入OPT程序的System Mode,關閉第174通道,此時第174通道的數據取第173和175通道的平均值。對系統進行初始化,并重新做水模校準,環形偽影消失。     另外,由若干個相互獨立、沒有一定規律的單環組成的多環偽影,也可用以上方法解決。TCT-300S系統設置最多可關閉4個通道。    2.2 多環偽影     通過對DAS的分析可知,引起CT圖像多環偽影的原因較多,也較為復雜。4根模擬總線、32塊Q-MUX ICs及Q/V PWB、FPA/ADC PWB故障均可造成多環偽影,且多環之間存在一定規律,分析其中規律可以鑒別故障原因,加以檢修。   2.2.1 全幅圖像環形偽影(表現為白圖)     檢查DCA數據,發現512個通道的Mean值全部低于正常值(甚至全部為0)。由于數據采集過程中,只有FPA/ADC PWB參與全部512個通道的數據處理,因此判斷該板故障。更換新板后,重做水模校準,故障消失。
                 ADC板為模擬信號轉數字信號,進行全部通道數據處理   2.2.2 全幅圖像間隔均勻的環形偽影     檢查DCA數據,結果顯示512個通道的Mean值中,每個4個通道出現1個異常值,其規律為所有(3.7,…,4(n-1)+3,…,511)通道的Mean值低于正常范圍,其中n=1,2…,128,一共有128個通道異常。根據DAS原理分析可知,第3根模擬總線或Q/V PWB中第3個Q/V放大器故障。為了鑒別故障原因,可做以下試驗:交換第3根和第2根模擬總線,再檢查DCA數據。如果異常通道沒有發生改變,則Q/V PWB故障;如果異常通道隨之轉移到(4(n-1)+2)通道,則模擬總線故障。在實例中為模擬總線接觸不良,重接后偽影消失。   2.2.3 部分環形區域內產生間隔均勻的環形偽影     檢查DAS數據,發現部分通道的Mean值偏低,也是每隔4個通道出現1個異常值,一共16個通道。由此判斷是某塊Q-MUX IC故障。通過檢查異常通道的序號與Q-MUX IC的對應關系,可以確定故障IC的序號:同時也可以做ICs之間的交換試驗,此時發現異常通道隨之轉移到相應位置,從而最終確定Q-MUXIC故障。更換該板,重新做水模校準,環形偽影消失。     通過對DAS原理及其故障的討論,基本上可以明確CT圖像產生環形偽影的原因及其檢修的思路和方法。當然,以上所舉的實例比較典型,在日常工作中遇到的問題可能更加復雜,需要不斷積累實踐經驗, 比如通過Raw Data重建鑒別DAS和FRU故障,通過改變mAs鑒別Q/V和FPA/ADC故障等。另外,DAS經過調整、維修或更換后,必須重新采集校準數據。
 
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