探析MR成像中伪影成因及解决策略

时间:2020-10-07 15:35:21 药学毕业论文 我要投稿

探析MR成像中伪影成因及解决策略

摘要: 目的:为了改善图像的质量,减少和消除伪影。方法:总结12年中50000例MR扫描病例,把有伪影的病人资料归纳分类,进行伪影分析。结果:MR伪影可分为图像处理伪影、病人相关伪影、射频相关伪影、外磁场伪影、磁化率伪影、梯度相关伪影、数据错误及流动相关伪影等8种。结论:总结出的8种伪影及消除办法对提高诊断质量有重要意义。

关键词: MR成像;伪影;影像学

  在MR成像中,有很多不同的伪影来源,我们通过12年内50000例病人的扫描,把有伪影的病人资料进行归纳总结,整理出图影处理伪影、病人相关伪影、射频相关伪影、主磁场伪影、磁化率伪影、梯度相关伪影、数据错误及流动相关伪影[1-3] 8大类别,现分述如下。

  1 图像处理伪影

  1.1 混叠伪影 由尼奎斯特定律得知,在每个射频回波周期的采样次数不能少于2次,采样间隔时间不能过长,否则造成方波的重叠或混叠,从而产生混叠伪影[2、4] 。在自旋回波成像中,如FOV仅能包括腹部的一部分,而近两肩部无法包括,则会出现此区域的图像混叠到FOV内身体部去,从而产生伪影。原因在于GX,在视野的左边,产生f max ,在右肩部产生-f max 。此是尼奎斯特频率,任何该梯度产生的超出此范围的频率,都不能被正确采集。在视野边缘,梯度没有停止,FOV以外仍有磁场,从而产生大于f max 的频率,计算机无法识别这些频率,被误认为在带宽内的频率。较高的频率会被识别为所选择带宽内较低的频率[4、5] 。消除:①表面线圈:最简单的办法就是设法使我们不能获得视野以外的任何信号;②增大视野:如果将视野加倍使其包括整个身体范围,就可消除混叠,使用较小的梯度磁场。最大和最小频率之间范围覆盖很大的区域。为保持空间分辨力,矩阵加倍,使用更小的梯度GX;③过采样:包括频率和相位过采样。频率过采样中,消除在频率编码方向上的采样不足所造成的混叠,也可在相位编码方向上,通过增加相位编码梯度的数量而实现。相位过采样中,我们可加倍FOV以避免混叠;④饱和脉冲:饱和视野以外的组织,线圈在接受信号时,几乎接受不到视野以外组织的信号;⑤3D成像:在三维成像的层面选择方向上出现此伪影,需放弃开始和最后的几个层面[5] 。

  1.2 化学位移伪影 不同分子中的氢质子以不同的频率进动而产生化学位移伪影。水中质子的进动要快于脂肪中质子的进动,差异仅有3.5ppm,在1.5T磁场中,二者频率差异为220Hz,在0.5T的磁场中频率差异为73Hz,可看出,如用较低的磁场,化学位移会较轻。强磁场、窄带宽及较小的像素会加重化学位移伪影。处理方法:(1)使用脂肪抑制去除脂肪信号,如没有来自于脂肪的信号,将不会有化学位移;(2)视野不变而降低N X 而使像素大小增加,可减少化学位移伪影,但降低了空间分辨力;(3)增大带宽可以减少化学位移伪影,但也降低了信噪比;(4)降低磁场强度可减少化学位移伪影,对目前磁场越来越强,不太实际;(5)改变相位编码与频率编码方向,仅是改变化学位移的方向,可区别是伪影还是组织结构;(6)使用长的TE,使脂肪信号产生更多的失相位,来降低脂肪的信号,减少化学位移伪影[4] 。

  1.3 第二种类型的化学位移伪影 出现于梯度回波技术中,氢质子在水中的进动比较快,小段时间后,会 在脂肪前面360°的相位。这样会在不同的TE时间点脂肪和水的自旋处于相同的相位,或处于反相位。在1.5T磁场中,每1.220=0.0045s=4.5ms,它们会同相1次,在4.5.2=2.25ms会反相1次,即TE是2.25ms的奇数倍,二者处于反相位,偶数倍则处于同相位,此现象被称为第二种类型的化学位移效应。解决对策:(1)选择恰当的TE,使脂肪和水内的'质子的自旋位于同相位;(2)交换相位和频率编码方向,使伪影变换方向来区别伪影和组织;(3)增大带宽,会降低信噪比;(4)使用脂肪抑制方法,抑制脂肪信号,减弱图像伪影[4] 。