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探析MR成像中偽影成因及解決策略
摘要： 目的:為了改善圖像的質(zhì)量，減少和消除偽影。方法:總結(jié)12年中50000例MR掃描病例，把有偽影的病人資料歸納分類，進(jìn)行偽影分析。結(jié)果:MR偽影可分為圖像處理偽影、病人相關(guān)偽影、射頻相關(guān)偽影、外磁場偽影、磁化率偽影、梯度相關(guān)偽影、數(shù)據(jù)錯誤及流動相關(guān)偽影等8種。結(jié)論:總結(jié)出的8種偽影及消除辦法對提高診斷質(zhì)量有重要意義。關(guān)鍵詞： MR成像;偽影;影像學(xué)
在MR成像中，有很多不同的偽影來源，我們通過12年內(nèi)50000例病人的掃描，把有偽影的病人資料進(jìn)行歸納總結(jié)，整理出圖影處理偽影、病人相關(guān)偽影、射頻相關(guān)偽影、主磁場偽影、磁化率偽影、梯度相關(guān)偽影、數(shù)據(jù)錯誤及流動相關(guān)偽影［1-3］ 8大類別，現(xiàn)分述如下。
1 圖像處理偽影
1.1 混疊偽影 由尼奎斯特定律得知，在每個射頻回波周期的采樣次數(shù)不能少于2次，采樣間隔時間不能過長，否則造成方波的重疊或混疊，從而產(chǎn)生混疊偽影［2、4］ 。在自旋回波成像中，如FOV僅能包括腹部的一部分，而近兩肩部無法包括，則會出現(xiàn)此區(qū)域的圖像混疊到FOV內(nèi)身體部去，從而產(chǎn)生偽影。原因在于GX，在視野的左邊，產(chǎn)生f max ，在右肩部產(chǎn)生-f max 。此是尼奎斯特頻率，任何該梯度產(chǎn)生的超出此范圍的頻率，都不能被正確采集。在視野邊緣，梯度沒有停止，F(xiàn)OV以外仍有磁場，從而產(chǎn)生大于f max 的頻率，計算機(jī)無法識別這些頻率，被誤認(rèn)為在帶寬內(nèi)的頻率。較高的頻率會被識別為所選擇帶寬內(nèi)較低的頻率［4、5］ 。消除:①表面線圈:最簡單的辦法就是設(shè)法使我們不能獲得視野以外的任何信號;②增大視野:如果將視野加倍使其包括整個身體范圍，就可消除混疊，使用較小的梯度磁場。最大和最小頻率之間范圍覆蓋很大的區(qū)域。為保持空間分辨力，矩陣加倍，使用更小的梯度GX;③過采樣:包括頻率和相位過采樣。頻率過采樣中，消除在頻率編碼方向上的采樣不足所造成的混疊，也可在相位編碼方向上，通過增加相位編碼梯度的數(shù)量而實(shí)現(xiàn)。相位過采樣中，我們可加倍FOV以避免混疊;④飽和脈沖:飽和視野以外的組織，線圈在接受信號時，幾乎接受不到視野以外組織的信號;⑤3D成像:在三維成像的層面選擇方向上出現(xiàn)此偽影，需放棄開始和最后的幾個層面［5］ 。
1.2 化學(xué)位移偽影 不同分子中的氫質(zhì)子以不同的頻率進(jìn)動而產(chǎn)生化學(xué)位移偽影。水中質(zhì)子的進(jìn)動要快于脂肪中質(zhì)子的進(jìn)動，差異僅有3.5ppm，在1.5T磁場中，二者頻率差異為220Hz，在0.5T的磁場中頻率差異為73Hz，可看出，如用較低的磁場，化學(xué)位移會較輕。強(qiáng)磁場、窄帶寬及較小的像素會加重化學(xué)位移偽影。處理方法:（1）使用脂肪抑制去除脂肪信號，如沒有來自于脂肪的信號，將不會有化學(xué)位移;（2）視野不變而降低N X 而使像素大小增加，可減少化學(xué)位移偽影，但降低了空間分辨力;（3）增大帶寬可以減少化學(xué)位移偽影，但也降低了信噪比;（4）降低磁場強(qiáng)度可減少化學(xué)位移偽影，對目前磁場越來越強(qiáng)，不太實(shí)際;（5）改變相位編碼與頻率編碼方向，僅是改變化學(xué)位移的方向，可區(qū)別是偽影還是組織結(jié)構(gòu);（6）使用長的TE，使脂肪信號產(chǎn)生更多的失相位，來降低脂肪的信號，減少化學(xué)位移偽影［4］ 。
1.3 第二種類型的化學(xué)位移偽影 出現(xiàn)于梯度回波技術(shù)中，氫質(zhì)子在水中的進(jìn)動比較快，小段時間后，會 在脂肪前面360°的相位。這樣會在不同的TE時間點(diǎn)脂肪和水的自旋處于相同的相位，或處于反相位。在1.5T磁場中，每1.220=0.0045s=4.5ms，它們會同相1次，在4.5.2=2.25ms會反相1次，即TE是2.25ms的奇數(shù)倍，二者處于反相位，偶數(shù)倍則處于同相位，此現(xiàn)象被稱為第二種類型的化學(xué)位移效應(yīng)。解決對策:（1）選擇恰當(dāng)?shù)腡E，使脂肪和水內(nèi)的質(zhì)子的自旋位于同相位;（2）交換相位和頻率編碼方向，使偽影變換方向來區(qū)別偽影和組織;（3）增大帶寬，會降低信噪比;（4）使用脂肪抑制方法，抑制脂肪信號，減弱圖像偽影［4］ 。
1.4 截斷位影 出現(xiàn)在高對比界面，產(chǎn)生的原因是由有限的采樣次數(shù)和采樣時間，不能準(zhǔn)確地描述階梯狀的信號強(qiáng)度變化。這個偽影主要見于相位編碼方向，因為相位編碼比頻率編碼方向具有更少的像素和更低的空間分辨力。解決方法:（1）增加采樣時間，進(jìn)而減低帶寬，以減小波紋;（2）降低像素大小，減少象素間的不連續(xù)性，減少尾波震蕩，通過增加相位編碼數(shù)或減少視野來實(shí)現(xiàn)［2］ 。
1.5 部分容積偽影 由于層厚較大，使得三維體積內(nèi)的物體在二維圖像平面上顯示，降低了空間分辨力，可降低層厚來消除。
2 病人相關(guān)偽影
2.1 運(yùn)動偽影 由于病人自主或不自主運(yùn)動或者血管的博動性流動而造成的。僅在相位編碼上得到運(yùn)動偽影，因為沿任何梯度方向上的運(yùn)動都會造成異常相位的累計，導(dǎo)致信號在相位編碼方向上的錯誤繪制，再有在頻率編碼方向?qū)π盘柕牟蓸用黠@快于相位編碼方向上對信號的采樣［3］ 。分為:（1）周期性運(yùn)動偽影:①使用空間預(yù)飽和脈沖，使流動的質(zhì)子得到飽和而減少偽影;②通過增加TR、NY或NEX，相當(dāng)于增加了掃描時間，來判斷偽影之間的間隔，減少圖像中偽影的個數(shù);③交換相位和頻率編碼方向;僅改變偽影的方向，能鑒別病變與偽影;④使用心電門控或者使用流動補(bǔ)償［3］ 。（2）隨機(jī)運(yùn)動偽影:采用措施:①在檢查前，強(qiáng)烈要求病人配合，保持鎮(zhèn)靜，或者打安定止痛，確保身體的穩(wěn)定;②呼吸補(bǔ)償，減少呼吸運(yùn)動產(chǎn)生的運(yùn)動偽影;③在腹部使用胰高血糖素來減輕由于腸管蠕動造成的偽影;④使用更快速的掃描序列，如FSE、GRE和EPI序列，減少掃描時間［5］ 。（3）腦脊液流動效應(yīng)偽影:采用措施:①要確定“病變”是否可見于所有的脈沖序列，偽影往往僅能在一種序列圖像中出現(xiàn);②使用心電門控或者流動補(bǔ)償［2］ 。
2.2 魔角偽影 在關(guān)節(jié)成像中，如果肌腱相對于主磁場的方向為一特定的角度，即θ=55°時，那么肌腱將在T1和質(zhì)子密度加權(quán)像中表現(xiàn)為高信號，但在T 2 加權(quán)像上表現(xiàn)正常。此人為因素造成的信號強(qiáng)度升高，可能會與病理情況相混淆。
3 射頻相關(guān)偽影
3.1 層面交叉?zhèn)斡?來源于射頻脈沖的付立葉變換實(shí)際上不是精確的直角，而是有側(cè)峰。為了減少和消除層面交叉?zhèn)斡埃刹扇?①在相鄰的層面之間插入一定的間隔，可以減少層面交叉的程度;②采用隔行掃描，使兩次采集之間具有100%的間隔;③可以延長射頻脈沖，使脈沖的形態(tài)更接近矩形;④連續(xù)層面［3］ 。
3.2 射頻拉鏈偽影 此類偽影是一種中心性偽影，它的
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