医学影像中造影、运动伪影术语意义及其去除运动伪影的方法

在医疗软件中,造影和运动伪影是两个不同的概念,分别涉及医学影像的获取和质量控制。

造影

在医疗影像学中,造影是一种医学成像技术,通过使用造影剂(如X射线造影剂、MRI造影剂等)来增强身体内部结构的可见性,从而帮助医生更准确地诊断疾病。造影剂通常通过注射或口服的方式引入体内,然后通过特定的医学影像设备(如X射线机、MRI扫描仪等)进行扫描,以获得更清晰的图像。造影剂可以增强图像对比度,使得正常组织与异常区域之间的区别更为显著。

常用的造影方式包括:

  1. 放射性核素造影:如在正电子发射断层扫描(PET)或单光子发射计算机断层扫描(SPECT)中,使用放射性同位素标记的化合物来显示代谢活动或血流情况。

  2. X线造影:如在X线透视、计算机断层扫描(CT)或数字减影血管造影(DSA)中,通过口服、静脉注射或导管注入含碘的非离子型或离子型造影剂,以增强血管、器官或腔道在X线下的影像。

  3. 磁共振成像(MRI)造影:使用含钆的造影剂,它们对磁场的响应与周围组织不同,可增强血管、肿瘤或其他病理结构在MRI图像上的信号。

  4. 超声造影:通过静脉注射微泡造影剂,这些微泡在超声波作用下产生回声增强,用于动态观察血流灌注、心肌功能或识别肿瘤血管。

 

运动伪影

运动伪影是指在进行医学影像检查(如MRI、CT、PET、CBCT、DSA等)时,由于患者身体内部或整体的不自主运动(如呼吸、心跳、胃肠蠕动、吞咽、肌肉颤动等)、自主运动(如不能保持静止导致的身体晃动)或扫描设备与患者之间的相对运动(如呼吸导致的胸腹部起伏)导致的图像失真或模糊现象。

运动伪影表现为图像模糊、条纹、重影(ghosting)或失真,严重时可能掩盖或混淆重要的诊断信息。

 

去除运动伪影的方法

去除或减少运动伪影是医学影像处理中的重要课题,常用方法包括:

  1. 患者准备与配合

    • 提前告知患者检查要求,强调保持静止的重要性。
    • 使用头托、体架、真空垫等辅助设备固定患者位置。
    • 指导患者进行深呼吸、屏气或特定的呼吸模式(如呼吸门控),特别是在涉及肺部或心脏的成像时。
    • 对于儿童或无法配合的患者,可能需要使用镇静剂或麻醉。
  2. 技术优化

    • 快速成像序列:使用短回波时间(TE)和/或短重复时间(TR)的成像序列,减少单次采集时间,降低运动影响。
    • 呼吸门控、心电门控:根据呼吸或心跳信号同步数据采集,仅在特定呼吸或心跳阶段获取图像,以减少周期性运动伪影。
    • 导航技术:实时监测患者运动(如通过红外线跟踪系统),并在图像重建过程中进行校正。
  3. 后处理算法

    • 图像配准:将不同时间点采集的图像进行空间配准,以补偿运动引起的位移。
    • 运动校正软件:利用专门的软件工具分析并校正运动伪影,例如基于图像相位信息、模型预测或机器学习方法。
    • 伪影抑制滤波器:应用特定的数学滤波技术去除或减轻运动伪影。
  4. 重新扫描

    • 如果运动伪影严重影响诊断,可能需要重新进行扫描,尤其是在患者能够更好地配合的情况下。

 

总结

造影是通过引入对比介质提升影像对比度的过程,而运动伪影则是由患者或器官运动导致的影像失真现象。

去除运动伪影主要依靠患者配合、技术优化、后处理算法以及必要时的重新扫描。随着技术的发展,医疗软件中的运动伪影校正技术也在不断进步,旨在提供更清晰、准确的医学影像,服务于临床诊断和治疗决策。

 

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