Первая заповедь программиста: не знаешь, что делать, делай что-нибудь. (Неизвестный автор)

Введение в артефакты сканирования КТ

4 мин для чтения
FavoriteLoadingДобавить в избранное
1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (1 оценок, среднее: 5,00 из 5)
Загрузка...
23 августа 2019
Введение в артефакты сканирования КТ
Нельзя отрицать, что промышленная система рентгеновской компьютерной томографии (КТ) с высоким разрешением незаменима для любой передовой лаборатории анализа, которая специализируется на неразрушающем или разрушительном методе анализа. Однако, одна вещь, которая может отпугнуть даже самого лучшего КТ-аналитика, это когда есть раздражающие артефакты КТ-изображения, скрывающие области, которые вас больше всего интересуют в оценке дефектов. Хотя есть несколько способов минимизировать артефакты изображения, они могут быть неудачной реальностью, и стоит понимать, какие различные формы они могут принимать.

 

Что такое артефакт изображения?

На самом базовом уровне артефактом изображения CT является любое расхождение между восстановленными значениями в изображении CT и тем, что ожидается на основании плотности материала и геометрии образца. Они обычно проявляются в виде ярких или темных полос или теней, которые обычно следуют некоторому предсказуемому образцу.

 

Что вызывает артефакты изображения КТ?

Существуют две основные категории артефактов: те, которые вызваны проблемами с настройкой компьютерной томографии (например, кольцевые артефакты, недостаточная выборка, или псевдонимы, перемещение образца и т. д.), И вторые, которые в большей степени зависят от образца, такие как закалка лучом, рассеянное излучение, и отсутствие проникновения рентгеновского излучения. В этой статье основное внимание будет уделено второй категории, поскольку первую группу можно практически исключить, если использовать правильную технику сканирования и фиксации.

Зависимые от образца артефакты могут быть самыми неприятными, потому что их влияние может быть уменьшено, но не всегда устранено с помощью оптимальных параметров техники КТ и программных исправлений. Часто наиболее заметные артефакты связаны с явлением, называемым лучевым упрочнением.

 

Закалка лучом – сокращенная версия

Для начала важно понимать, что рентгеновские фотоны, поступающие из трубки, состоят из полного спектра рентгеновских энергий, а не только из-за напряжения, на которое установлена трубка. Например, даже если трубка настроена на 225 кВ, большинство фотонов выходят с более низкими уровнями энергии около 50-100 кВ. Во-вторых, каждый образец материала имеет свой коэффициент затухания, который зависит от энергии проходящих через него рентгеновских фотонов. Когда рентгеновский луч начинает проникать через какой-либо материал, рентгеновские лучи с более низкой энергией будут предпочтительно ослабляться, и спектр рентгеновского луча становится более жестким (в среднем более высокая энергия).

Трёхмерный рентген-контроль электронных блоков, возможность получить качественное трёхмерное цифровое изображение объекта, подробнее по ссылке https://a-contract.ru/produkcija/dopolnitelno/3d-rentgen/. 3D-рентген — это новое слово в сфере неразрушающего контроля.

Большинство современных алгоритмов КТ-реконструкции могут адекватно отрегулировать эффект нелинейного упрочнения луча в пределах одного материала, но все становится намного сложнее, когда в одном объеме сканирования имеется несколько плотностей материалов. Это то, откуда появляются полосы и тени при попытке отобразить материалы как очень высокой, так и очень низкой плотности в одном и том же сканировании.

 

Корректировка техники CT для минимизации артефактов закалки

Как правило, чем жестче пучок рентгеновских лучей (т.е. чем выше средняя энергия), тем меньше затвердевание луча повлияет на полученные изображения КТ-сканирования. Этого легче всего достичь, используя более высокое напряжение трубки или добавляя физические фильтры, такие как медь или латунь, на поверхность трубки. Иногда изменение положения образца для минимизации того, насколько плотные области перекрывают друг друга, может оказать огромную помощь, равно как и выполнение сканирования по спирали вместо стандартного сканирования по конусному лучу. Однако существует тенденция к ограничению того, насколько это помогает общему качеству изображения, потому что повышение напряжения или добавление фильтров имеет иногда нежелательный побочный эффект снижения контрастности изображения. Для данного образца может потребоваться экспериментирование с различными комбинациями кВ и лучевой фильтрации, пока не будут получены адекватные результаты.

В дополнение к использованию различных параметров техники сканирования программное обеспечение для реконструкции КТ может добавить поправочный коэффициент на упрочнение луча, который часто может быть очень эффективным для дальнейшего уменьшения артефактов упрочнения луча. Опять же, этот метод очень зависит от выборки, поэтому для достижения наилучшего значения необходимы некоторые эксперименты.

 

Что делать, если артефакты, усиливающие луч, не могут быть полностью устранены

Со многими сложными образцами часто бывает так, что лучшая техника сканирования и исправления программного обеспечения не могут идеально исправить каждый артефакт изображения, и КТ-аналитик должен интерпретировать неидеальный объем КТ-сканирования. Когда это происходит, требуется хорошее понимание того, какие формы может принимать артефакт, чтобы не было неправильного толкования, где артефакт ложно помечен как трещина или другой дефект.

Очень часто в артефакте по-прежнему сохраняются ценные данные, однако обычно необходимо выровнять изображение на уровне окна, чтобы обеспечить адекватный просмотр в конкретной области артефакта. Часто эта небольшая корректировка гистограммы позволяет интерпретатору судить, скрывает ли артефакт что-либо важное. Однако иногда полосы или тени настолько плохи, что целые регионы оказываются непонятными. В этих случаях невозможно проверить, есть ли дефект в критической области, без потенциального повторного сканирования образца или использования альтернативного метода анализа, такого как ультразвуковой или другой метод тестирования.

 

Резюме

Артефакты изображения при компьютерной томографии часто являются фактическими в образцах с несколькими различными материалами или широко варьирующейся толщиной материала. Поэтому аналитику КТ выгодно понимать, откуда они берутся и как они выглядят, чтобы получить максимальную отдачу от этого ценного метода анализа.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Просмотров: 365

Если статья понравилась, то поделитесь ей в социальных сетях:

Добавить комментарий

Войти с помощью: 

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам:

Заполните форму и наш менеджер перезвонит Вам в самое ближайшее время!

badge
Обратный звонок 1
Отправить
galka

Спасибо! Ваша заявка принята

close
galka

Спасибо! Ваша заявка принята

close