MRI檢查常見偽影的產(chǎn)生機(jī)制及解決措施

何衛(wèi)紅 ，方向軍 ，陳 偉

1.南華大學(xué)附屬第二醫(yī)院放射科，湖南衡陽(yáng) 421001；2.中南大學(xué)湘雅醫(yī)院放射科，湖南長(zhǎng)沙 410008

隨著磁共振（MRI）臨床應(yīng)用的普及，高質(zhì)量的MRI影像對(duì)疾病的診斷價(jià)值顯得更加重要。磁共振成像已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于臨床，在人類疾病的診斷中發(fā)揮著重要的作用[1]，與其他醫(yī)學(xué)影像技術(shù)比較，MRI出現(xiàn)的偽影最多，也最嚴(yán)重。所謂偽影，是只在磁共振掃描或信息處理過(guò)程中，由于某一種或幾種原因出現(xiàn)了一些人體本身不存在的、致使圖像質(zhì)量下降的影像，也稱為假影或鬼影[2]，偽影實(shí)際上也是MRI圖像中與實(shí)際解剖結(jié)構(gòu)不相符的信號(hào)，可以表現(xiàn)為圖像變形、重疊、缺失、模糊等。MRI偽影主要會(huì)造成三個(gè)方面的問(wèn)題：①使圖像質(zhì)量下降，甚至無(wú)法分析；②掩蓋病灶，造成漏診；③出現(xiàn)假病灶，造成誤診。因此正確認(rèn)識(shí)偽影的常見類型、產(chǎn)生的原因及消除和抑制方法，對(duì)有效抑制以至消除偽影，提高圖像質(zhì)量及診斷率具有重要意義。以下就磁共振幾種常見偽影的產(chǎn)生的原因及其消除和抑制方法進(jìn)行初步探討。

1 資料與方法

1.1 一般資料

收集168例常見頭顱、四肢、胸腰椎、腹部 MRI圖像偽影，其中，四肢關(guān)節(jié)掃描17例，脊柱掃描37例，頭部掃描71例，腹部掃描43例。年齡12～98歲，平均53歲。男75例，女93例。

1.2 檢查方法

所用MRI設(shè)備為美國(guó)GE1.5T超導(dǎo)型磁共振成像儀（GESigna1.5T HDE），所用線圈為CTL線圈、8通道頭頸聯(lián)合線圈、體線圈和關(guān)節(jié)表面線圈。通常掃描體位為冠狀位、橫斷位、矢狀位和斜矢狀位等。掃描序列為FRFSE、FLAIR、SE、FSE、EPI、STIR、FIESTA、LAVA 等。

2 結(jié)果

在168例MRI圖像偽影中，按照偽影的表現(xiàn)形式以及偽影的圖像特征進(jìn)行分類。①運(yùn)動(dòng)偽影66例，占39.2%（圖1）；②交叉?zhèn)斡?例，占5.4%（圖2）；③卷褶偽影36例，占21.4%（圖 3）；④部分容積效應(yīng)偽影 10例，占 5.9%（圖 4）；⑤磁化率偽影及金屬偽影24例，占14.3%（圖5～6）；⑥截?cái)鄠斡?1例，占6.6%（圖7）；⑦化學(xué)位移偽影12例，占7.2%（圖8）。

圖1 運(yùn)動(dòng)偽影

圖2 交叉?zhèn)斡?/p>

圖3 卷褶偽影

圖4 部分容積效應(yīng)偽影

圖5 磁化率偽影

圖6 金屬偽影

圖7 截?cái)鄠斡埃ōh(huán)狀偽影）

圖8 化學(xué)位移偽影

3 討論

3.1 運(yùn)動(dòng)偽影

運(yùn)動(dòng)偽影是MRI圖像最常見的偽影；是患者在MRI掃描期間，被檢查部位不能暫停與心跳有關(guān)的運(yùn)動(dòng)，或不能很好地控制其自主運(yùn)動(dòng)，造成磁共振信號(hào)的采集誤差，使頻率編碼方向采集信號(hào)的采樣時(shí)間明顯短于相位編碼的時(shí)間，偽影常出現(xiàn)在相位編碼方向。偽影是所成圖像較模糊或邊緣重疊影。解決措施：①在行MRI掃描前，對(duì)患者制動(dòng)、鎮(zhèn)靜、止痛和詳細(xì)地解釋；②設(shè)置好參數(shù)，采用盡可能快速的檢查序列；③使用螺旋漿成像技術(shù)（periodically rotated overlappingparallel lines enhanced reconstruction，Propelle）又稱為 Propeller技術(shù)，這一技術(shù)可以在最復(fù)雜困難的情況下消除運(yùn)動(dòng)偽影，提高圖像質(zhì)量，也可以大幅度地減輕體內(nèi)金屬造成的偽影；④心電門控、呼吸門控、呼吸補(bǔ)償和呼吸觸發(fā)技術(shù)，在檢查胸、腹部時(shí)，可抑制其偽影；⑤空間預(yù)飽和技術(shù)，預(yù)飽和技術(shù)是被用來(lái)降低非興趣區(qū)的信號(hào)強(qiáng)度，從而抑制其偽影。

3.2 卷褶偽影（wrap around artifact）

當(dāng)受檢物體的尺寸超出掃描視野（FOV）的大小，F(xiàn)OV外的組織信號(hào)將折疊到圖像的另一側(cè)，這種折疊被稱為卷褶偽影。MR信號(hào)在圖像上的位置取決于信號(hào)的相位和頻率，信號(hào)的相位和頻率分別由相位編碼和頻率編碼梯度場(chǎng)獲得。信號(hào)的相位和頻率具有一定范圍，這個(gè)范圍僅能對(duì)FOV內(nèi)的信號(hào)進(jìn)行空間編碼，當(dāng)FOV外的組織信號(hào)融入圖像后，將發(fā)生相位或頻率的錯(cuò)誤，把FOV外一側(cè)的組織信號(hào)錯(cuò)當(dāng)成另一側(cè)的組織信號(hào)，因而把信號(hào)卷褶到對(duì)側(cè)，從而形成卷褶偽影，卷褶偽影主要產(chǎn)生在相位編碼方向上，掃描圖像上出現(xiàn)的卷褶偽影輕者影響美觀，重者影響對(duì)病變的觀察。解決措施：①加大FOV掃描視野，使K空間數(shù)據(jù)的相對(duì)密度增大，使相位編碼和頻率編碼兩個(gè)方向的光柵都增加，從而使兩個(gè)方向的高序偽影間距增加[3]；②空間預(yù)飽和技術(shù)；③無(wú)相位卷褶技術(shù)（no phase wrap）。

3.3 磁化率偽影及金屬偽影

由于組織與空氣之間界面的磁化率與局部磁場(chǎng)梯度相差很大，引起表面組織信息丟失，產(chǎn)生磁化率偽影[4]。金屬偽影是金屬異物所產(chǎn)生的偽影，金屬異物包括體內(nèi)或體表的各種鐵磁物質(zhì)，由于鐵磁性物質(zhì)具有很大的磁化率,可局部干擾主磁場(chǎng)的均勻性，使局部出現(xiàn)低信號(hào)盲區(qū)或使局部圖像變形失真。偽影特點(diǎn)是圖像變形，高/低/混雜信號(hào)在不同層面上,偽影位置往往改變，故又被稱作“會(huì)走動(dòng)的偽影”。解決措施：①仔細(xì)檢查并做好宣傳教育工作，盡可能地避免將金屬異物帶入MR掃描室，去掉患者身上或磁體洞內(nèi)的金屬物品；②盡量使用快速自旋回波序列；③對(duì)磁體進(jìn)行勻場(chǎng)，提高磁場(chǎng)均勻性。

3.4 化學(xué)位移偽影

同種元素的同種原子由于化學(xué)環(huán)境的不同所造成的磁共振頻率的差異稱化學(xué)位移，化學(xué)位移偽影主要是由于不同分子中氫質(zhì)子以不同的頻率進(jìn)動(dòng)，在梯度場(chǎng)內(nèi)，這些氫質(zhì)子的位置將會(huì)被錯(cuò)誤記錄，水內(nèi)的質(zhì)子相對(duì)向更高頻率編碼方向運(yùn)動(dòng)，而脂肪則相反，位移導(dǎo)致在較低頻率處信號(hào)增強(qiáng)，而較高頻率處信號(hào)衰減。偽影表現(xiàn)形式是出現(xiàn)在頻率編碼方向上，在較低頻率方向出現(xiàn)一條亮帶，而在較高頻率的方向出現(xiàn)一條暗帶。解決措施：①改變頻率編碼方向，這僅能改變化學(xué)位移偽影的方向，并不能減輕或消除化學(xué)位移偽影；②施加脂肪抑制技術(shù)。脂肪信號(hào)被抑制后，其化學(xué)位移偽影將同時(shí)被抑制；③增加頻率編碼的帶寬；④增加回波時(shí)間。

3.5 部分容積效應(yīng)偽影

與其他任何斷層圖像一樣，MRI圖像同樣存在部分容積效應(yīng)，由于成像層面成分較多，導(dǎo)致像素內(nèi)的信號(hào)為平均混合信號(hào)，影響病灶與正常組織的對(duì)比。解決措施：主要是減薄層厚。目前通常采用薄層掃描技術(shù)或改變選層位置攝取圖像來(lái)減少此類偽影。

3.6 交叉?zhèn)斡?/h3>

交叉?zhèn)斡爸饕捎趯用鎯?nèi)組織受到其他層面的射頻干擾，提前飽和，不能產(chǎn)生信號(hào)，一般是在掃描層面不平行時(shí)出現(xiàn)。偽影表現(xiàn)特點(diǎn)主要是交叉部低信號(hào)或信噪比非常低。解決措施：①定位時(shí)注意掃描層面盡量不要交叉；②調(diào)整好掃描視野內(nèi)預(yù)置飽和位置，盡可能避開要觀察的部位。

3.7 截?cái)鄠斡埃ㄒ卜Q環(huán)狀偽影）

在空間分辨力較低的圖像比較明顯，表現(xiàn)為多條同中心的弧線狀低信號(hào)影。MRI圖像是由多個(gè)像素構(gòu)成的，數(shù)字圖像要想真實(shí)展示實(shí)際解剖結(jié)構(gòu)，其像素應(yīng)該無(wú)限小，但實(shí)際上像素的大小是有限的，因此圖像與實(shí)際解剖存在差別，這種差別實(shí)際上就是截?cái)嗖顒e，當(dāng)像素較大時(shí)其失真將更為明顯，就可能出現(xiàn)肉眼可見的明暗相間的條帶，這就是截?cái)鄠斡啊＝鉀Q措施：主要是增加圖像空間分辨力，但同時(shí)往往需要增加采集時(shí)間。

綜上所述，磁共振成像技術(shù)的原理非常復(fù)雜，很多因素均對(duì)圖像影像質(zhì)量有很大影響。正確識(shí)別偽影，了解其產(chǎn)生的原因和表現(xiàn)形式，找出有效的解決措施，對(duì)于獲得充分滿足診斷要求的優(yōu)質(zhì)MRI圖像具有非常重要的實(shí)際意義。

[1]馮衍秋.基于PROPELLER采樣的磁共振成像運(yùn)動(dòng)偽影消除方法研究[J].第一軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報(bào),2005,27(1):15-18.

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[4]陳淵博,陳春曉,周卉芬.磁共振成像中偽影的研究[J].Int J Biomed Eng,2006,29(4):214-218.