MRI伪影研究Word格式.docx
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MRI伪影研究Word格式.docx
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磁场(包括梯度场)的不均匀性占13%,射频相关的干扰占20%,采集技术的不恰当占22%,运动和流动效应占30%,磁化率伪影占4%,新技术产生的伪影占11%。
尽管伪影产生的原因及表现形式不同,但最终都导致图像质量下降,严重影响诊断。
因此,对出现伪影的患者,分析其原因,修改相应扫描参数,或训练其呼吸屏气,或改变采集体位等,当即为其进行了这一序列的重扫。
对无法改变的伪影,通过更换序列或注射造影剂来鉴别。
3.讨论与其他医学影像技术相比,MR是出现伪影最多的一种影像技术。
所谓伪影,是只在磁共振扫描或信息处理过程中,由于某一种或几种原因出现了一些人体本1身不存在的、致使图像质量下降的影像,也称为假影或鬼影。
MR出现伪影较多的原因与其扫描序列以及成像参数多,成像过程复杂有关。
图像中由于伪影的存在,使影像不能正确反映解剖组织的位置、形态以及组织特性(即质子密度和2T1、T2值)。
3.1与磁场和梯度场有关的伪影对于高质量的MR影像来说,其首要条件是要有均匀的、恒定的主磁场和梯度场,当某种干扰因素破坏了主磁场的均匀性,使被检层面内体素的频率与相位不能正确匹配时,就会造成图像伪影,甚至信号丢失。
在实际操作中,最常见的是来自不同种类的金属物品对主磁场均匀性的干扰。
例如,病人体内的金属避孕环,带铁托的胸罩,口腔内装有含铁、镍合金物质的假牙等,都可使图像产生严重的伪影,表现为信号丢失或解剖形态变形失真。
甚至某些含重金属的中药和含有很微量金属成分的发胶、眼影以及尼龙衣、毛衣和衣领上含金丝线的标签,都会使图像产生网状或线条状伪影,这对颈胸髓的梯度回波成像影响最为严重。
因此,为确保图像质量和病人的安全,每位接受MR检查的病人都必须更换全棉制品的衣服并去掉身上一切金属物品,检查前几天禁止服中药,以消除伪影隐患。
同时,还应详细询问病人体内是否有金属固定器或人工金属心脏瓣膜、人工起搏器等,这关系到病人的安全。
另外,理想的梯度是线性的,但实际上根本不存在理想的梯度。
这些非线性的因素会造成局部磁场的变形和图像中出现类似主磁场不均匀所致的伪
3影。
而涡流对MR成像影响最为严重,除产生伪影外,还会影响MR的图像质量。
4目前的涡流补偿方法主要有两大类:
一类是采用自屏蔽线圈,能够产生线性梯度磁场,并且消除线圈之间以及线圈与磁体之间的相互作用,以抑制涡流的产生;
5另一类方法是对梯度电流进行预补偿,通过调整梯度电流的大小使梯度磁场达6到预期的输出效果。
当然这些都需要维修工程师来解决了。
3.2射频相关干扰引起的伪影首先,我们来讨论外界射频干扰,这是指磁共振频率附近的外界随机性射频2电磁波,进入成像的接收系统时,图像中就会出现一条或几条与频率编码方向相垂直的噪声线。
直流灯泡接触不良、射频脉冲放大器和接收放大器工作不正常,均可在图像上出现均匀条形灯心绒状伪影。
所以,MR设备要配以完善的射频屏蔽,在行MR扫描期间,必须关闭扫描间的大门;
禁止磁场附近使用移动电话或其它无线电发射装置;
对扫描室用于照明的直流灯泡要及时排除接触不良的隐患,以保证射频系统良好的工作状态。
另一个与射频相关干扰的伪影是拉链伪影,此类伪影是一种中心性伪影,之所称为拉链伪影是因为它的形式是沿频率编码轴或相位编码轴(在零相位3或零频率上)的交替的亮点与暗点所组成的中心性条带(图1)。
在本文的80例中有1例是这种伪影。
拉链伪影又分为FID伪影、激励回波伪影及射频馈通拉链伪影。
对于FID伪影,由于它是在自由感应衰减还没有完全衰减以前,180度脉冲的侧峰就与它产生重叠。
此重叠造成了沿频率编码方向的“拉链”伪影。
可增大TE(增大FID与180度射频脉冲之间的间隔);
还可增大层厚,通过选择更宽的射频带宽,是射频信号在时间域内变窄,这样可降低产生重叠的机会。
对后两种拉链伪影,还是应与维修工程师联系。
3.3采集技术(即参数)的不恰当产生的伪影截断伪影:
有时对一些不能合作的病人,为了缩短检查时间,将图像的显示矩阵降低,就会造成取样不足,使图像中信号强度突变的组织界面出现明暗相间的线状或条纹状伪影。
如颅骨与脑组织交界面,脊髓与脑脊液,膝关节内的半月板与液体之间。
本文中的10例脊髓扫描均为该伪影。
截断伪影不能真实地再现对比度突变的组织界面,影响对图像的准确判断。
适当增大扫描矩阵,特别是相位编码数,就能避免这一现象的发生。
当然,这会延长扫描时间。
化学位移伪影:
造成化学位移伪影的原理是不同分子中的氢质子以稍有不同的频率进动。
我们知道脂肪甲基中的氢质子由于受周围电子云的影响,其进动频7率低于水分子中的氢质子,在1.5T的MR上相差月220Hz。
在图像上,此伪影1表现为沿含水组织和脂肪组织界面处,出现条状或月牙形阴影。
如肾和肾周围脂肪之间一侧为黑色,而另一侧为白色。
可使用脂肪抑制去除脂肪的信号;
使用长的TE(造成更多的失相位,脂肪的信号降低);
增大带宽,但降低了信噪比;
有人认为,交换一下相位与频率编码的方向就可以了,其实这将只会改变化学位移的方向。
卷褶伪影:
当MR扫描视野(FOV)范围的选择小于被成像的解剖层面时,在视野之外的解剖的影像移位或卷褶到下一张图像上去,相位编码方向不同,卷褶伪影的位置也不同。
消除的方法是将被检查部位的最小直径摆到相位编码方向上,同时选择无卷褶技术;
或增加FOV,但空间分辨率也会下降。
部分容积效应:
这种现象在CT和B超中也常见。
可选用薄层扫描或改变选层位置得以消除,但前者,会使信噪比降低。
(作者:
南京医科大学第二附属医院)
3.4磁化率伪影注射高浓度钆造影剂后出现暗信号伴明亮的边缘,有时可见轻微的波纹状边缘。
在本文31例腹部增强扫描中,均不同程度地出现了该伪影。
此伪影还可出现在出血的终末期,主要由于含铁血黄素的沉积。
铁磁性物质可被磁场明显吸引,具有很大的正的磁化率,甚至大于超顺磁性物质,可以导致明显的磁场变形和伪影。
其表现形式在本文结论1中已提及,这里不再赘述。
在MR技术中,对磁化率最敏感的,按逐步降低的顺序,依此为EPI、GRE、3SE、FSE。
3.5运动和流动效应运动伪影在MR成像过程中发生的几率最高,因为影像数据的采集最易受各种运动的干扰。
无论运动是随意性还是非随意性,都会导致叠加的信号在傅立叶变换时,使数据发生空间错位而导致图像严重模糊不清,无法辨认解剖形态和组织结构,更无法显示病变细节。
人体的呼吸、心搏运动及胃肠蠕动、吞咽动作、咳嗽抖动及病人的躁动不配合,均可造成不同程度的运动伪影。
因此,在行MR扫描前,对于躁动不安、意识不清的病人,要在医生的指导下给予适量镇静剂,并在不显著降低图像质量的前提下,改善原设计扫描参数,以缩短检查过程。
对患有郁闭症、恐惧症的病人,应在检查前,详细耐心地对病人解释检查过程应注意的事项,以取得病人的主动合作,减少伪影产生的可能性。
现在,美国GE公司推出了螺旋浆成像技术,又称为Propeller技术(periodicallyrotatedoverlappingparallellineswithenhancedreconstruction,PROPELLER)。
它采用独特的K空间填充模式,辐射状的“叶片”以螺旋的方式采集数据,直到整个K空间数据填满。
这一技术可以在最复杂困难的情况下消除运动伪影,甚至大幅度地减轻体内金属造成的伪影。
另外,使用呼吸门控可使MR成像随呼吸波重新布置相位编码步骤,有时还可更改频率方向从而取得良好的图像;
心电门控在心脏大血管成像时,数据采集受心电图R波所激发,并在某一层面的心动周期的同一时相内,使搏动伪影得到有效的控制,这在腹部和心脏的大血管成像中尤为重要。
流动效应在颅脑和脊髓的MR成像中,由于流动的血液和脑脊液其流速是不8恒定的且有搏动性,特别是在SE序列扫描时,相位编码和频率编码之间有时间差,影响图像的二维重建,表现在图像上就是沿相位编码方向上扩散的明暗不等的条状伪影。
此现象如果发生在椎管内蛛网膜下腔的脑脊液以前后方向搏动时,可以在脊髓的前后方向产生纵行条状伪影,容易被误诊为脊髓空洞症。
血液的流动伪影容易发生在颈部横断面和腹部断面的图像上,脑脊液的流动伪影常见于枕大孔和基底池及鞍上池区域的横断面图像上。
消除流动伪影的方法有许多,常用的有:
相位交换,即在脊髓矢状扫描时,将相位编码设置在垂直方向,可有效地避免血流和脑脊液搏动伪影沿横向扩散。
空间预饱和技术,它能使流动的质子在进入成像范围之前处于饱和状态而呈现低信号,但不会使成像范围之内的质子受到影响,在动脉血流方向近侧预置饱和脉冲带,不但能消除饱和部位的成像结构的信号,包括心脏、大血管本身的信号,而且可以阻断位于饱和脉冲带区域以远的心脏、大血管的博动伪影,改进了图象质量。
在进行上腹部的扫描时最好将饱和脉冲带置于下胸部、腹部成象区的近侧,最好能覆盖整个心脏。
3.6新技术产生的伪影
在GE的超导型MR中,新增加了ASSET技术(arrayspatialsensitiviltyencodingtechnique,ASSET)又称空间并行采集成像技术。
最早应用ASSET技术的是Philips公司(当时Philips公司称其为SENSE技术),其原理是利用较高的局部梯度磁场,在K-空间增加采样位置的距离,从而减少K-空间的采样密度,在小视野(FOV)内通过专门的重建算法,在保持空间分辨力不衰减的情况下,使采集时间减少的一种快速成像技术。
采集速度可达到50层/12-15秒。
应用ASSET技术最初可使成像时间减半,最新的技术已可使采集时间提高4倍,而且有望提高9倍。
此外,ASSET技术在扫描时间固定的情况下还可降低ETL的长度和检查中的噪声,增加扫描容积。
但是即使是新技术,也出现了令人头痛的伪影问题。
在体部扫描中,常出现马赛克状的伪影(图2);
有时范围较大,形成很明显的分界线(图3);
还会出现意想不到的伪影,给影像医师造成误诊(图4)。
根据ASSET技术的原理,我们认为要消除ASSET伪影,必须做到以下几点:
1、FOV要足够大;
2、Calibration扫描定位要准确;
3、Calibration扫描范围要足够大;
4、线圈摆放位置要正确;
5、Calibration和ASSET均采用相同的屏气程度;
6、确定线圈通道未损坏;
7、Calibration时使用线圈的最大视野,一般系统都已给定,不要随意更改;
8、ASSET时,phaseFOV选择1。
以上伪影均通过上述方法消除了。
在使用ASSET技术时,我们认为必须使用8通道或多通道的线圈,这与其原理是相符的;
如果已经选用了其他降低时间的扫描技术,则不要再用ASSET,因为ASSET在做数据处理时易降低SNR;
ASSET是一项技术,它并不是万能的,不是所有序列都适合用它,一般只用于FGRE、EPI、FSE等序列中。
另外,近几年来,EPI序列已被广泛使用,在这个序列中,读出梯度场的快速振荡的结果可引起一个现象,即每隔一条编码线可出现回波颠倒,后者造成轻微的相位错误,从而发生伪影,又称N/2伪影。
这种伪
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