西门子磁共振伪影分析及解决方案

西门子磁共振伪影分析及解决方案

刘胜周菁华

南华大学附属南华医院湖南衡阳421002

摘要：目的西门子磁共振伪影分析及解决方案。方法回顾性分析西门子磁共振伪影，研究西门子磁共振伪影产生机理，以及寻找解决方案。结果：磁共振常见的几种伪影主要有：射频伪影、梯度伪影、运动伪影、化学位移伪影、卷摺伪影及金属伪影。结论了解磁共振图像伪影的产生原因，寻找解决办法，对改善图像质量，提高诊断率具有重要意义。

关键词：磁共振成像；磁共振伪影；伪影消除

1引言

MR伪影，也称假影或鬼影，是指磁共振仪在扫描或图像重建的过程中产生的各种影像失真，它包括解剖结构和信号强度的失真以及一些人体本身并不存在的致使图像质量下降甚至影响诊断的影像。

MRI图像伪影有多种分类方法。按照伪影产生的原因可以分为三大类：第一大类主要是检查过程中由于被检查者的运动所造成的伪影，这些运动可以是被检查者自主运动如肢体运动等，也可以是非自主的生理运动如心脏，大血管搏动；统称为运动伪影。第二大类主要是由于某些特定的MRI技术或某些特殊参数所导致的伪影，也称序列相关的伪影。第三大类是指MRI扫描仪或其他外源性因素干扰所致的伪影[1]。

亦可按照如下方式分类：第一大类图像处理相关的伪影；第二大类硬件相关的伪影，包括①静磁场不均匀（磁体），②射频不均匀（线圈·射频部件）③非线性梯度梯度场不均匀（梯度部件），第三大类患者相关的伪影①患者运动②生理性的运动③血流·脑脊液搏动④金属植入物⑤化妆材料⑥解剖相关的伪影。第四大类环境相关的伪影①射频泄漏或干扰②突然的温度改变[2]。

2设备与方法

本组资料所用机器为德国西门子1.5T超导Magnetom?Avanto磁共振，患者人数为100例，年龄为18-39岁；

3结果

将100例图像伪影进行分类，其中运动伪影55例（占46%），装备伪影47例（占39%），金属伪影3例（占15%）。对出现伪影的患者，分析原因，修改相应的扫描参数及安抚情绪让患者配合等，对相应序列进行重新扫描。与设备有关的伪影，则请相关的技术人员进维护。

4讨论

4.1化学位移伪影

同种元素的同种原子由于化学环境的不同所造成的磁共振的频率的差异称为化学位移伪影。由于水、脂肪共振频率的差异，水中氢质子高于脂肪中氢质子，二者共同导致脂肪位置错误，较低频率处频率重叠，信号增强，较高频率处频率分离，信号减低。

化学位移伪影的解决方案

增加接收带宽BW，带宽与体素位移成反比。注意SNR会下降，需要通过其他方式提高SNR延长TE值，使脂肪的信号进一步失相位，减弱脂肪信号，降低分辨率。

4.2iPAT伪影（并行采集）

原因：在启用并行采集iPAT技术采集K空间时，在相位方向上隔行采集。每一个线圈单元采集一半的相位方向的信息。所采到的信息存在明显的相位卷摺，需要利用线圈的敏感性数据重建图像并去掉每个线圈单元的卷摺，重建出一个完好的图像。当校正的信息与采集的信息不匹配时，将导致伪影出现[3]。

扫描FOV太小：卷摺成分过多，iPAT处理无法完全消除。伪影特点：类似卷摺伪影，但不是完整的折纸效果。图像中心条带状伪影，信噪比明显降低。

iPAT伪影的解决方案对策：

（1）增大FOV或相位过采样

（2）ref.linePE增大。

（3）减少并行采集数或关掉，需注意扫描时间的变化，可通过BW，TR或是Average等调整。

（4）可能与硬件有关。

（5）注意线圈摆放。

4.3卷摺伪影（aliasing）

当受检部位的大小超出所选择的FOV的大小时，超出FOV外的组织信号将折叠到MRI图像的另一侧，这种伪影被称为卷摺伪影

4.3.1产生原因

卷摺伪影是由于MRI信号的不良采集而产生，是模数（A/D）转换错误的表现。卷摺伪影的解决方案

（1）增大过采样（相位或是层编码），具体视有效场范围，但是会增加扫描时间；

（2）增大FOV，但是会减低分辨率；

（3）施加饱和带，关闭不必要的线圈段。

（4）切换频率编码与相位编码的方向。把层面中径线较短的方向设置为相位编码方向。

4．4运动伪影

由于病人（自主或不自主）运动（随机性的）或者血管的搏动性流动（周期性的）而造成的。频率编码方向采集信号的采集时间（数毫秒）明显短于一次相位编码（数秒）的时间，所以伪影常出现在相位方向。而在临床应用MRI过程中，绝大多数运动明显慢于沿频率编码轴的快速采样过程，因此伪影常出现在相位编码方向。伪影特点：周期性运动的伪影出现在相位方向，等距的出现。伪影信号可高可低，取决于搏动结构相位相对于背景相位的关系（同相位则亮，反相位则暗）.运动伪影的解决方案：（1）控制非生理性运动（最重要）呼吸·心电·脉搏等门控技术（2）利用药物（3）改变相位编码方向（4）增加平均次数，（5）blode刀锋技术[4].

4.5交叉伪影

原因：层面内组织受到其他层面/额外的射频脉冲激发，提前饱和，不能产生信号，往往在分组/斜定位时出现。有时预制饱和也可能带来同样的伪影。伪影特点：交叉部位（或有饱和脉冲的部位）低信号或信噪比非常低。

4.6磁敏感性伪影

原因：不同磁化率物质的交界面，磁化率不同会导致局部磁场环境的变形，造成自旋失相位，产生信号损失或错误描述.

伪影特点：在组织/空气和组织/脂肪界面（包括副鼻窦﹑颅底﹑蝶鞍等部位）出现异常信号。梯度回波系列对磁化率变化更明显。随着TE延长，磁化率伪影越明显。分为层面内和层面间。磁敏感性伪影的解决方案

（1）有金属植入物的尽量用低场强磁共振。

（2）减小人为的磁化界面（定位准确，线圈摆放）

（3）掉转相位编码

（4）增大带宽。

4.7非线性梯度伪影

原因：非线性梯度；图像特点：图像变形歪曲伪影特点：大FOV四周变形

4.8ZipArtifact

特点：（1）沿频率编码轴（0相位）交替的亮点与黑点组成的中心条带，或噪声带。

（2）外界泄漏射频带来的伪影：需要的射频脉冲发生在一个。

ZipArtifact解决方案

（1）自由感应衰减的拉链伪影：增大TE：增大TE可加大FID与180°射频之间的间隔增大层厚，通过选择更大宽的射频带宽，使之在时间域变窄。请工程师检修。

（2）外界射频泄漏的拉链伪影：关紧扫描间的门，禁止在扫描间外接听电话、无线广播、去除监护装置，防止在扫描间附近使用电钻等工具。请工程师检修。

总结以上MRI图像伪影，磁共振出现伪影的原因很多，熟悉磁共振产生的原因表现形式以及解决方案，以便于优化图像质量，提高磁共振诊断的准确率。由此可见，西门子磁共振技术的发展始终秉承着“致力创新，着眼未来”的核心理念，用创新改变着磁共振的未来，引领着磁共振技术的发展潮流，推动医疗影像技术的发展，加速临床诊断和科学研究进步的步伐，为促进人民健康和社会进步做出贡献[5]。

参考文献：

[1]章伟敏医学影像技术学北京：人民卫生出版社，2016：78-79

[2]崔燕．磁共振出现伪影过程中应用分析［J］．科技情报开发与经济，2008，25

[3]侯锐钢，芦天．加强磁共振出现伪影技术研究［A］．中国通信、中国通讯学会、2002∶4．

[4]陈宝智.三磁共振出现伪影技术动态评价研究[D].北京：北京科技大学，2008.

[5]林大建.第2版.磁共振出现伪影技术发展，北京：出版社，2012.356.