线束硬化伪影是黑色还是白色？

射线穿过一定厚度的水模的示意图

随着穿过模体的数量或这厚度的增加，光子的平均能量增加，这个过程就是线束硬化的过程，伴随线束硬化，X光光子的数量也在减少。

X线透过物质的量以长度(m)为单位时，X线的衰减系数称作线衰减系数(linear attenuation coefficient, μ1)，也即X线透过单位厚度(m)的物质层时，其强度减少的分数值。

Gordic S, Morsbach F, Schmidt B, Allmendinger T, et al. Ultralow-Dose Chest Computed Tomography for PulmonaryNodule Detection: First Performance Evaluation of Single Energy Scanning WithSpectral Shaping. Inv Rad 2014, 49(7); p.465-473.

Yun S C , Choo H J , Sun J L , et al. Computed tomography arthrography of the shoulder with tin filter-based spectral shaping at 100 kV and 140 kV[J]. Acta Radiologica, 2020:028418512096555.

迭代硬化线束伪影校正（Iterative beam-hardening correction ）算法通过分割重建图像上主要负责光束硬化（即骨骼或碘）的结构来创建蒙片。然后仅对该蒙片执行正向傅里叶投影，以生成人工原始数据集。使用该人工骨/碘原始数据集，将基于水和骨模型的计算机模拟的校正算法应用于原始测量数据。此应用程序对水和碘元素使用二维校正表。因此，可以使用实际值作为校正的基础，对水和碘的关系进行比较。这一过程既可以使用来自两个X射线管的混合原始数据，也可以使用来自单个X射线管的原始数据集。

使用iBHC技术消除线束硬化伪影。在这位怀疑患有冠心病的52岁女性患者中，标准Bv36图像（A）中的左室下壁心肌显示出广泛的低衰减区域（箭头），这是由于脊柱、主动脉和左室之间的线束硬化，可能妨碍排除心肌梗死。在使用iBHC技术（B）的Bv36系列中，由于衰减增加且均匀，可以安全地排除左室下部的心肌梗死。

Albrecht M H , Bickford M W , Schoepf U J , et al. Beam-hardening in 70-kV Coronary CT angiography: Artifact reduction using an advanced post-processing algorithm[J]. European Journal of Radiology, 2018, 101:111-117.

硬化线束伪影导致的条纹伪影

Park HS, Chung YE, Seo JK. Computed tomographic beam-hardening artefacts: mathematical characterization and analysis. Philos Trans A Math Phys Eng Sci. 2015 Jun 13;373(2043):20140388.

使用双能量扫描，单能谱重建减少金属的硬化线束伪影。

双能量扫描70keV和140keV重建对于硬化线束伪影抑制的效果。

87岁男性，腹部淋巴结肿大，接受泌尿生殖系统恶性肿瘤评估。上图 使用迭代重建（IR）技术（SAFIRE，Siemens Healthineers）重建的轴向CT图像没有金属伪影抑制技术iMAR，显示线束硬化伪影伴随着低衰减和高衰减条纹伪影，前列腺结构显示不清。下图 用IR技术重建的轴向CT图像和金属伪影抑制技术iMAR显示金属伪影减少。前列腺肿大更好地可视化。

Trabzonlu T A , Terrazas M , Mozaffary A , et al. Application of Iterative Metal Artifact Reduction Algorithm to CT Urography for Patients With Hip Prostheses[J]. American Journal of Roentgenology, 2019, 214(1):1-7.

使用iMAR去除颅内弹簧圈伪影

随着技术的进步，当我们能够实现只有使用单能X线束，才可从根本上避免这种现象。