磁共振常见伪影及解决方案

磁共振常见伪影及解决方案

磁共振成像伪影及其对策

概述

关于伪影……MRI图像中每个点的信息，都由频率和相位编码决定。当接收信息的频率和相位编码受到外界干扰时，将导致图像伪影的出现。绝大多数的情况下，伪影将影响医生对图像的判读、对病变的诊断。..识别和设法消除/减小这些伪影非常造重要，从而也要求我们对MRI的物理原理和基本硬件构造有所了解。

伪影分类

• 硬件相关的伪影
• 患者相关的伪影
• 环境相关的伪影
• 磁场不均匀
• 射频相关
• 梯度相关
• 运动伪影
• 磁敏感性伪影
• 金属伪影

主要介绍以下伪影

• 运动伪影
• 化学位移伪影
• 磁化率伪影
• 卷褶伪影
• 截断伪影
• 非线性梯度的伪影

运动伪影

运动伪影可以采用一定措施来减小运动伪影。运动伪影主要表现在相位编码方向上由于患者的周期运动或者随机运动而造成：

• 周期运动：血管、心脏的搏动或脑脊液的流动而产生的。伪影在相位编码方向上等距离复制。
• 随机运动：患者的自主或不自主运动（如吞咽、咳嗽等）所造成的。会造成图像模糊，也可能在相位编码方向得到很多平行的条带。

心跳所致运动伪影

脂肪抑制屏气gre序列，沿相位编码方向，可见心跳引起动伪影，伸至解剖范围之外。

股动脉搏动伪影

股动脉垂直方向可见多个高信号环形伪影（箭）

头部不规则运动所致

头部左右摆动导致图像伪影，停止摆动后伪影消失

针对周期运动的对策

• 呼吸运动引起的伪影，可以采用屏气的方式。
• 使用空间预饱和脉冲:如腹部扫描，脊柱扫描。
• 心脏运动或呼吸运动引起的伪影，使用生理信号门控技术
• 血流，采用流动补偿技术。
• 调整相位编码方向，不要让伪影出现在感兴趣区上。

针对随机运动的对策

• 指导患者在扫描过程中，尽量不要移动身体！
• 采用更快的扫描序列，如fse_ssh，gre_bssfp等。
• 采用具有运动抑制技术的脉冲序列，如fse_arms。

化学位移伪影

原因

水质子和脂质子存在化学位移差异（相差3.5ppm）而导致的图像伪影。水内的质子相对向更高频率编码方向运动，而脂肪则相反。位移导致在较低频率发生重叠，而较高频率处信号衰减。

特点

在频率编码方向上（EPI序列出现在相位编码方向上），脂肪组织的信号向频率编码梯度场强较低的一侧移位。相关参数：像素个数与像素带宽大小有关。带宽越小，看到的化学位移越大。

降低化学位移伪影的主要对策

• 改变频率编码方向。
  —这能改变化学位移伪影的方向，并不能减轻或消除化学位移伪影。
• 施加脂肪抑制技术。
• 加大带宽
  —会降低图像信噪比。

磁化率伪影

磁化率伪影是指由于磁化率差异，而在组织界面上出现的伪影。磁化率伪影的特点：

• 伪影常出现在脑脊液与颅骨、空气与组织等磁化率差异大的组织界面附近。
• 体内或体外的铁磁性物质可造成局部磁化率发生显著变化，会出现严重的磁化率伪影。
• 序列对磁化率的敏感性由强到弱依次为：平面回波序列家族、梯度回波序列家族、自旋回波序列家族。

避免磁化率伪影的对策

• 检查前移除金属物品（如假牙，腰带等）。
• 选择合适的序列。
• 调整参数：TE、矩阵大小。

卷褶伪影

当被扫描部位的尺寸超出FOV的大小，FOV外的组织信号将折叠到图像的另一侧，称为卷褶伪影。卷褶伪影具有以下特点：

• FOV小于受检部位。
• 伪影常出现在相位编码方向上；
• 如果是3D扫描，会出现在层面相位编码方向上
• 伪影表现为FOV外一侧的组织信号卷褶并重叠到图像的另一侧。

避免或减少卷褶伪影的对策

• 使用过采样，包括相位过采样，层面过采样，但会延长扫描时间。
• 增大FOV，使FOV覆盖整个受检部位。
• 切换频率编码和相位编码的方向。

截断伪影

MR系统在采集时域信号时，由于采样时间不能无限长，可能在信号还没有完全衰减完的情况下结束采集，产生截断伪影。有限的采样次数和采样时间不能准确描述一个阶梯状信号的强度变化

截断伪影的特点

• 截断伪影可能会出现在图像中亮暗变化明显的地方（颅骨/脑、脊髓/CSF、半月板/液体等）
• 常表现为多条明暗相间的弧线或条带。
• 相位编码方向通常较明显，因为为了缩短采集时间相位编码方向的空间分辨率往往更低。

减小截断伪影的对策

• 增加图像分辨率（读出分辨率和相位分辨率），但会延长扫描时间。
• 使用参数卡中环形影压制选项。

非线性梯度伪影

理想的梯度磁场应该是线性的。但是，在实际中梯度存在非线性，即梯度磁场的中心线性较好，越靠近边缘，线性越差。非线性梯度造成局部磁场变形，使空间定位不够准确，造成图像扭曲变形。