CT偽影很常見，且原因複雜。掌握關於偽影的相關知識顯得非常重要，因為它們會模仿病理學改變（例如部分容積偽影）或將影象質量降低到無法診斷的水平。
今天我們根據造成偽影的根本原因對CT偽影進行分類，並簡要介紹部分偽影的規避方法。
基於患者的偽影
運動偽影
運動偽像是基於患者的偽像，在影象採集期間因患者的自主或非自主運動而發生。
誤配準偽影，表現為模糊、條紋或陰影，是由CT掃描期間的患者移動引起的。影像學檢查時，患者移動時也會出現模糊。
嚴重運動偽影的CT頭顱檢查
模擬雙側急性硬膜下血腫的偽影
骨窗和3D VR可以清楚地識別出患者運動，其中骨質重疊導致高密度的月牙，解釋了明顯的雙側硬腦膜下血腫假象。
如果患者自主移動，則患者可能需要固定或鎮靜以防止這種情況。
非自主運動，例如呼吸或心臟運動，可能會導致偽影，模仿周圍結構的病理學改變。諸如心臟門控之類的技術可用於涉及縱隔的檢查。或者使用雙源CT的大螺距技術進行運動器官的檢查。
暫時性造影劑中斷（Transient interruption of contrast）
TIC是CT肺血管造影（CTPA）研究中常見的血流偽影。由於在深吸氣時，從下腔靜脈（IVC）到心臟右側的不透明血流增加，因此肺動脈的強化不佳是。
由於腹腔內壓力增加，TIC的發生在孕婦中更為普遍，而隨著患者年齡的增加，這種現象變得越來越少。
胸部的增強軸位CT影象顯示上腔靜脈、升主動脈和降主動脈造影劑強化，而肺動脈主幹相對未增強。
Magaya E 。 Case report： Transient interruption of contrast［J］。 South African Radiographer， 2016。
儘管有關呼吸和屏氣對影象質量重要性的爭論在文獻中有爭議，但這種偽影通常歸因於深吸氣。儘管不同放射科的CTPA方案各不相同，但一種常見的方案是在上肢靜脈注射造影劑，然後進行定時或由造影劑觸發的呼吸指令以暫停呼吸。該指令旨在在正常潮氣量期間執行。如果患者在屏住呼吸之前進行深呼吸（即吸氣屏住呼吸，這通常用於常規胸部CT），胸腔內壓會突然降低。胸內壓降低增加了全身靜脈迴流，包括從下腔靜脈到右心和隨後的肺動脈的血液。
儘管使用了最佳的造影劑給藥，但在CT肺動脈造影期間短暫的造影劑中斷被認為是肺動脈造影劑增強不理想。血管強化的短暫中斷可導致不確定的檢查結果或被誤解為肺栓塞。
掃描時間太晚而錯過造影劑峰值的影像檢查可以看到全身動脈系統中的造影劑強化減低，而不是靜脈系統和肺動脈中的造影劑增強。
服裝偽影
服裝偽影，像珠寶偽影一樣，是影像檢查的常規特徵，尤其是平片，但通常在放射技師拍攝影象時，或稍後由報告的放射學家識別它們是什麼。放射技師通常會在患者脫下有問題的衣服後重新拍攝影象，或者更常見的情況是，他們會在影象上貼上警告，指出存在衣物偽影，以避免發生任何誤解。
去除與感興趣區域相對應的衣物非常重要，尤其是DR攝影，因為其具有更高的探測量子效率。
平片右側肺門處紐扣導致的疑似肺結節偽影
基於物理的偽影
線束硬化
線束硬化是由混合能量組成的X射線束透過物體時發生的現象，導致低能光子的選擇性衰減。這種效應在概念上類似於高通濾波器，因為只有更高能量的光子被留在光束中，因此平均光束能量增加（“硬化”）。
同樣的現象也在CT中被利用，透過使用金屬過濾器來“預硬化”X射線光譜並最小化低能光子（能譜純化技術原理參見：能譜純化技術的基本原理與臨床應用）。
在CT中，來自高密度的物質（如骨或碘對比劑）的線束硬化可能導致特徵性偽影。CT束硬化偽影有兩種不同的表現：條紋（暗帶）偽影和杯狀突偽影。
條紋偽影
條紋偽影表現為位於兩個緻密物體之間的多條暗條紋帶，例如位於後顱窩處。沿單個高衰減物件的長軸也可能出現條紋。這是多色X射線根據球管/探測器的旋轉位置以不同速率“硬化”的結果。
後顱窩的線束硬化偽影“亨氏暗區”，左側為校正前，右側為校正後
Barrett J F ， Keat N 。 Artifacts in CT： recognition and avoidance。［J］。 Radiographics， 2004， 24（6）：1679-1691。
條紋（暗帶）偽影
杯狀偽影
杯狀偽影是指沿著物體邊緣出現的一種假象。由於X射線束透過目標組織時“硬化”，因此在組織出口附近的平均光子能量會更高。由於組織對高能光子的衰減較小，因此與面板進入部位附近的相同組織相比，光束的衰減較小。如果在CT重建過程中不進行校正，這些預期衰減曲線的差異會導致外周緻密的表現。
杯狀偽影。在沒有校準（a）和校準（b）的情況下，透過均勻水模型中心獲得的CT值。
Barrett J F ， Keat N 。 Artifacts in CT： recognition and avoidance。［J］。 Radiographics， 2004， 24（6）：1679-1691。
由於現代掃描器內建了簡單的線束硬化校正，因此在臨床成像過程中通常不會遇到杯狀偽影。CT數字的特徵“杯狀輪廓”在掃描模型時得到最好的顯示。
左側為杯狀偽影，右側為校正後影象
金屬偽影/高密度異物偽影
金屬假牙偽影及高密度造影劑引起的線束硬化偽影
假牙引起的後顱窩硬化線束偽影
大多數現代CT掃描器都利用濾波器來克服線束硬化。通常，在X線束到達患者之前，使用衰減物質（通常是金屬）使光束變硬。
CT掃描器通常需要使用特定於供應商的模型進行校準，以克服不可避免的線束硬化偽影。
條紋偽影有時可以透過增加管電壓（更好地穿透高密度物體）或使用雙能量成像方法有效地減少。許多現代掃描器現在也配備了金屬偽影減少演算法，利用迭代重建來限制波束硬化偽影。
金屬偽影抑制技術可以減少許多不同型別的金屬偽像，並且可以揭示新發現。（A）髖關節置換之間的暗條紋主要是由於線束硬化和散射所致。（B）“金屬偽影抑制技術”影象更清楚地顯示了左髖關節置換附近的積液。（C）圍繞動脈瘤線圈的尖銳而細小的交替條紋主要是由於運動和欠取樣所致。（D）金屬偽影抑制技術影象顯示線圈周圍有出血。（E）膽囊切除術夾周圍平滑起伏的條紋歸因於風車偽影。（F）金屬偽影抑制技術減少了這種偽影。
Boas F E ， Fleischmann D 。 CT artifacts： causes and reduction techniques［J］。 Imaging in Medicine， 2012， 4（2）：229-240。
有時可以透過患者定位或傾斜機架避免掃描高密度骨骼區域。選擇適當的掃描視野非常重要，以確保掃描器使用正確的校準和線束硬化校正資料，在某些系統上，可以選擇使用適當的蝶形過濾器。
部分容積效應
當吸收差異很大的組織被包裹在同一個CT體素上，產生與這些組織的平均值成比例的光束衰減時，就會出現部分容積偽影。
部分容積效應在CTA中尤其有問題（例如，將偽影引起的明顯對比劑填充缺陷誤診為PE）。因此，如果偽影的影響可以忽略不計，建議使用薄片重建（1-1。5 mm）。
左：部分容積偽影的機制，當密集物體偏離中心部分突出到X射線束中時發生。（中，右） 三根直徑12 mm的丙烯酸棒的CT影象，支撐在平行於掃描器軸且距離掃描器軸約15 cm的空氣中。（中） 棒部分進入截面寬度獲得的影象顯示部分體積偽影。（右） 當棒完全進入截面寬度時獲得的影象顯示沒有部分體積偽影。
Barrett J F ， Keat N 。 Artifacts in CT： recognition and avoidance。［J］。 Radiographics， 2004， 24（6）：1679-1691。
部分容積效應 5mm與1。5mm比較 圓圈中病灶大小顯示有差別
量子斑點（噪聲）或光子飢餓
噪聲不是所需訊號的一部分，它存在於所有電子系統中，並且起源於包括電子干擾在內的多種來源。它在所有影象中均顯示為不規則的顆粒狀圖案，並降低了影象資訊的質量。根據嚴重程度，它可能不明顯或使影象無法診斷。噪聲不應與偽影相混淆，儘管噪聲本身就是偽影，但偽影的隨機性較小，並且在理論上應可重複。
量子斑點。（a） 頸椎的軸位和（b）冠狀位CT影象顯示，由於大的體型和光子飢餓，解剖清晰度較差，特別是在肩部。在這些影象中，由於低信噪比，量子噪聲更加明顯。
mAs降低導致的噪聲
光子飢餓偽影
光子飢餓是一種基於物理的偽影，它出現在高衰減區域，特別是金屬植入物後面。由於到達探測器的光子數量不足引起。因此，光子計數的統計變化成為影象對比度的主要來源。這會產生沿高衰減光束路徑（如與金屬物體相交的光束路徑或穿過大量骨骼的光束路徑）的條紋影象。
肥胖導致的噪聲增加
在一些應用中，即低劑量CT協議中，由於光子飢餓而增加的噪聲通常作為低患者輻射劑量和可接受的影象質量之間的權衡來遇到。透過自動管電流調製（增加mAs）和自適應濾波可以減少偽影。噪聲或光子飢餓可以透過增加mAs或透過使用迭代重建技術來解決。
使用迭代重建可以降低光子飢餓偽影
欠取樣偽影
CT中的混疊偽影，也稱為欠取樣偽影，是指在影象數字化過程中，模數轉換器（ADC）的精度支援誤差。
影象數字化有三個不同的步驟：掃描、取樣和量化。
取樣時，測量影象中每個畫素的亮度，並透過光電倍增管，產生一個輸出模擬訊號，然後進行量化。
採集的樣本越多，訊號的表示就越準確，因此，如果出現取樣不足的情況，計算機將處理不準確的影象，從而產生混疊偽影。
更多關於欠取樣偽影的內容，參見：“太”愛乾淨產生的CT偽影丨欠取樣偽影。
欠取樣偽影
基於硬體的偽影
環形偽影
環形偽影是由於CT掃描器中一個或多個探測器元件的校準錯誤或故障而發生的CT現象。較少的情況下，可能是由於探測器蓋（detector cover）的輻射劑量不足或對比劑汙染所致。它們出現在掃描的等中心附近，通常在同一位置的多個切片上可見。它們是頭顱CT中常見的問題。
修正方法通常很簡單：重新校準掃描器，並告知轉診的臨床醫生，看起來令人擔憂的環形陰影是偽影。有時，探測器元件需要更換。
環形偽影
環狀偽影
環狀偽影
球管放電偽影
當球管內短路時，通常從陰極到球管外殼發生放電。其結果是X射線輸出暫時喪失和區域性偽影。
球管放電的原因有很多：
1絕緣子表面閃絡
2絕緣子擊穿
3真空閃絡
最常見
由於管內的顆粒雜質或氣體
由於殘餘氣體的存在，新球管更容易出現這種問題
少量的球管放電現象並不少見，現代掃描器已經自動處理從最終影象中去除偽影。
球管放電引起的偽影
頭部CT球管放電偽影在橫軸位（A）和相應的冠狀位影像（B）；大腿CT球管放電偽影在橫軸位（C）和相應的冠狀位影像（D）
Mithun S ， Jha A K ， Panchal K ， et al。 A rare cause of tube arcing artifact seen in computed tomography image of a positron emission tomography/computed tomography scanner［J］。 Indian J Radiol Imaging， 2016， 26（1）：153-155。
截斷偽影 out of field artifact
截斷偽影（也稱為不完全投影偽影）是由於患者部分組織存在於CT掃描器視野周邊所致。
儘管人們普遍認為，但將物體移動到視野之外並不一定會產生新的偽影。現有的偽影（即泊松噪聲或金屬偽影）不會隨視野而改變。FBP中的濾波器是非常區域性的，這意味著遠離視野的探測器測量對視野內畫素的影響最小。
當被掃描的物體延伸到視野之外時，許多現代掃描器在視野邊緣產生明亮的畫素。這實際上是由於FBP的次優實現，可以用更好的重建演算法解決。
對於截斷偽影的解決，需要依靠CT操作員確保患者的身體完全位於掃描區域內，或者根據要掃描的是頭部，頸部還是胸部和身體，將上肢放置在掃描區域之外。
濾波後的反投影可以用比被掃描物體小的視場重建獲得的影象。頂行顯示視場，第二行顯示正弦圖，第三行顯示過濾後的正弦圖，底行顯示過濾後的反投影重建。正弦圖是投影資料的繪圖（橫軸是球管角，縱軸是探測器編號）。（A） 全視野。（B） 視野有限，視野外的正弦圖設定為零。這會產生一個銳利的邊緣，在濾波反投影中被濾波器放大，在重建場的邊緣形成一個明亮的邊緣。這似乎是許多現代CT掃描器所做的。（C） 視野有限，用正弦圖將視野外的值設為終點，以防間斷。這避免了人造的亮邊。在視場邊緣仍然存在一個小的誤差，可以使用更復雜的方法或掃描稍大的視場來減小誤差。
氣泡偽影
CT上的氣泡偽影是由於X射線管周圍的油冷卻液中存在異常氣體所致。這個偽影表現為輕微的低密度，這隻在腦部掃描中被描述過。
CT掃描器中的X射線管透過使用油作為冷卻劑的熱交換系統防止過熱。系統中異常的空氣/氣體氣泡微妙地改變了主X射線束的傳輸，使其衰減降低了3 HU。由於氣泡在冷卻劑中的運動，氣泡的數量和精確位置可能會隨著時間的推移而變化，因此當冷卻劑迴圈和球管旋轉時，X射線會發生波動衰減。因此，偽影的位置和嚴重程度也各不相同。由於對X射線束衰減的影響非常輕微，因此只有在使用窄視窗寬度時才能看到這種偽影，而實際應用僅限於CT腦部檢查，主要是“腦卒中”窗值設定。
冷卻系統裡的氣泡引起的偽影，類似腦水腫表現
冷卻液油中可能會通過幾種不同的機制產生氣泡：
CT保養/維修期間，例如換油/加滿
管殼/換熱器的完整性損失：設計為獨立單元，與外部環境沒有通訊
由於系統中的蒸發，在油中自發形成氣體，隨著油管的老化，這種現象越來越普遍
使用模體掃描，窄窗觀察到的偽影
通常放射科醫生/放射技師很難意識到這種偽影的存在，因為在早期缺血和其他病變中，CT腦上真正細微的低密度非常常見。放射科醫生或臨床轉診者可能會變得可疑時，可以重複CT或MRI檢查。
如果懷疑偽影可能存在，則需要聯絡供應商，由合格人員對掃描器進行測試。維修工程師能夠執行“氣體檢測測試”，以確定冷卻液中有多少氣泡。
現在有了新的掃描器，可以讀出油冷卻液中氣泡的數量，如果氣體的數量達到預定的臨界閾值，可以提醒掃描器供應商。
解決問題需要工程師更換機油並處理系統中的任何潛在缺陷，例如管殼洩漏。
螺旋和多通道偽影
風車偽影
在CT成像中，風車偽影是螺旋多探測器採集過程中遇到的軸位平面上的影象失真。偽影的外觀特徵是從焦點高密度結構發散的等距離明亮條紋。在受影響的切片上來回滾動時，條紋似乎在旋轉-因此得名。
風車偽影是由z平面中的資料取樣不足引起，這是由於在機架每次旋轉期間，多個探測器行與重建平面相交。隨著螺旋螺距的增加，與相同影象平面相交的探測器行的數量也增加，從而導致條紋數量增加。因此，可以透過減小螺距或使用序列掃描技術來改善風車偽影。
風車偽影
階梯偽影（stair step artifact）和斑馬偽影（Zebra stripes）
類似風車偽影產生的機制，階梯偽影（冠狀或矢狀位的鋸齒）和斑馬紋偽影（在冠狀或矢狀點陣圖像中在外圍出現或多或少的噪聲的週期性條紋）。
（A）由於螺旋插值而產生的斑馬偽像（交替顯示高低噪聲切片，箭頭）。這些在視野周邊範圍內更為突出。（B）在螺旋和多排探測器CT中看到的階梯狀偽影（箭頭）。這些在視野周邊附近也更加突出。因此，重要的是將感興趣的物體放置在視野中心附近。
Boas F E ， Fleischmann D 。 CT artifacts： causes and reduction techniques［J］。 Imaging in Medicine， 2012， 4（2）：229-240。
在多排探測器CT中，投影平面（由X射線源和探測器行定義）與軸平面不完全平行（中心探測器行除外）。在最簡單的2D FBP重建中，每排探測器的投影平面基於它們與旋轉中心相交的位置分配給最接近的軸向平面。如果在軸向平面和投影平面之間的z方向上存在高對比度的邊緣，則會產生條紋以及階梯狀的偽影。隨著探測器排數的增加，這些影響變得更糟。可以使用自適應多平面重建（AMPR）減少這些偽影，該方法使用傾斜平面進行重建。錐束重建可以使用正確的多排探測器幾何結構同時重建整個3D體積，也可以減少這種偽影，但速度要慢得多。
錐束效應
隨著每次旋轉獲得的切片數的增加，光束將變為錐形而不是扇形。對於遠離掃描器中心軸的物體，這種寬圓錐體的光束髮散可能會導致取樣不足（以太少的角度收集資料）。這種基本的欠取樣是錐形光束偽影的原因，它表現為物體的不規則變形。錐束偽影可以透過減小螺距或增加取樣來減少。
請注意，一些研究將此問題列為與部分容積效應類似的問題，因為在探測器陣列的外圍收集了較大的體積。這種解釋是不正確的，這可以從以下幾點看出：1）所有探測器元件的尺寸通常相同；2）光束髮散意味著，儘管路徑長度較大，但對於使用探測器邊緣排取樣的物件，取樣的橫截面積實際上較小。
錐束效應產生的原因示意圖
使用模體演示錐束效應引起的物體變形
頭顱模型使用20mm探測器寬度螺旋掃描（左）與使用60mm探測器寬度軸掃（右）的影象比較，可以看到錐束效應引起的影象質量下降。
Tang X ， Krupinski E A ， Xie H ， et al。 On the data acquisition， image reconstruction， cone beam artifacts， and their suppression in axial MDCT and CBCT – A review［J］。 Medical Physics， 2018， 45（9）。
16x1。5mm探測器的典型錐束偽影（左側為錐束偽影，右側為AMPR重建影象）
Ohnesorge， Bernd ， Flohr， Thomas， Becker， Hans-Christoph， Knez， Andreas， Reiser， Maximilian。 （2007）。 Multi-slice CT Technology。 10。1007/978-3-540-49546-8_3。
由於硬體原因導致的偽影，原因複雜，且有些偽影表現相似。最好的解決方案還是聯絡廠家的工程師進行檢修。
偽影有多種來源，並且可能在不同程度上降低CT影象的質量。現代CT掃描器中包含的設計功能可最大程度地減少某些偽影，並且某些特徵可以透過掃描器軟體進行部分糾正。但是，在許多情況下，仔細的患者定位和最佳的掃描引數選擇是避免影象偽影的最重要因素。
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