MRI體部常見(jiàn)偽影及對(duì)策

湯夢(mèng)月，張小明

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MRI體部常見(jiàn)偽影及對(duì)策

湯夢(mèng)月，張小明

【摘要】MRI檢查能夠提供較大的信息量，目前臨床應(yīng)用廣泛。但MRI圖像中可能出現(xiàn)與實(shí)際解剖結(jié)構(gòu)不相符的信號(hào)，稱之為偽影。偽影可以表現(xiàn)為圖像變形、重疊、缺失、模糊等，通常由技術(shù)和生理因素共同引起。偽影將影響醫(yī)生對(duì)圖像的判讀和對(duì)病變的診斷，因此識(shí)別和設(shè)法消除或減少偽影非常重要，不僅能夠優(yōu)化MRI圖像的質(zhì)量、提高影像診斷效能，更能為臨床提供更多真實(shí)準(zhǔn)確的信息。

【關(guān)鍵詞】磁共振成像；偽影；圖像質(zhì)量

作者單位：637000 四川，川北醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院放射科

偽影是在成像過(guò)程中出現(xiàn)的、不能夠真實(shí)反映組織解剖結(jié)構(gòu)和特征的虛假信息。偽影的出現(xiàn)將導(dǎo)致圖像質(zhì)量的下降，影響診斷的準(zhǔn)確性。MRI檢查能夠提供較大的信息量，在腹部組織器官及層次結(jié)構(gòu)的顯示上獨(dú)具優(yōu)勢(shì)，目前臨床應(yīng)用廣泛。偽影在MRI檢查中十分常見(jiàn)，有時(shí)甚至不可避免。識(shí)別MRI體部常見(jiàn)偽影，并采用對(duì)應(yīng)的方法消除或減少這些偽影，不僅能夠優(yōu)化MRI圖像的質(zhì)量，更能提高影像醫(yī)師對(duì)疾病的診斷效能。

MRI偽影可以單純的源于MRI硬件系統(tǒng)，也可源于硬件系統(tǒng)與被檢者之間的相互作用［1］。MRI偽影主要包括磁場(chǎng)相關(guān)、成像參數(shù)相關(guān)、運(yùn)動(dòng)與流動(dòng)偽影三大類。本文就臨床上常見(jiàn)的一些MRI體部偽影及其處理對(duì)策作一介紹。

磁場(chǎng)相關(guān)偽影

在MR成像系統(tǒng)中，主要包括靜磁場(chǎng)、梯度場(chǎng)及射頻場(chǎng)三大系統(tǒng)［1-5］。穩(wěn)定而均勻的靜磁場(chǎng)是多種MRI技術(shù)順利開(kāi)展的前提，因此也是獲得優(yōu)質(zhì)MRI圖像的必要條件之一；而線性的梯度場(chǎng)決定掃描層面內(nèi)組織的共振頻率；射頻的傳輸和接收也是優(yōu)質(zhì)成像的重要基礎(chǔ)［6］。因此，靜磁場(chǎng)的不穩(wěn)定或者不均勻、梯度磁場(chǎng)的非線性、射頻的穩(wěn)定傳輸和接收都會(huì)導(dǎo)致偽影的出現(xiàn)，使掃描所得的圖像不能夠完全真實(shí)地反映組織結(jié)構(gòu)形態(tài)。

1.磁敏感偽影

任何物質(zhì)在磁場(chǎng)中都會(huì)被磁化，物質(zhì)固有成分的差異決定其特有的磁敏感性［1，5］，因此，不同的物質(zhì)，被磁化的能力不同，即磁化率不同。當(dāng)人體內(nèi)不同物質(zhì)的交界面兩側(cè)的磁化率相差較大時(shí)，容易引起局部磁場(chǎng)不均勻，導(dǎo)致磁敏感偽影出現(xiàn)，如軟組織-空氣界面（圖1a）。不同序列成像，其磁敏感偽影大小不同，一般來(lái)說(shuō)，快速自旋回波（fast spin echo，F(xiàn)SE）＜自旋回波（spin echo，SE）＜梯度回波（gradient echo，GRE）＜平面回波（echo planar imaging，EPI）［2］。所以，相對(duì)于SE，GRE和EPI更容易產(chǎn)生磁敏感偽影。

磁敏感偽影的處理對(duì)策：增加層厚、層間隔（圖1b）；局部勻場(chǎng)（圖1c）；盡量選擇SE序列；掃描時(shí)盡量避開(kāi)某些部位；減小人為的磁化界面。

2.金屬偽影

金屬物質(zhì)可以被磁場(chǎng)明顯吸引，具有很大的磁化率。金屬進(jìn)入磁場(chǎng)后，可以改變局部磁場(chǎng)的均勻性，使圖像扭曲、變形、失真［1-2］。在MRI圖像上常常表現(xiàn)為圖像變形或局部信號(hào)丟失，在偽影的邊緣常可見(jiàn)高信號(hào)的弧形亮邊（圖2a）。在不同掃描層面上，偽影位置往往會(huì)改變，因此金屬偽影也被稱為“會(huì)走動(dòng)的偽影”。不同序列成像，其金屬偽影的大小不同，一般來(lái)說(shuō)，偽影大小：自旋回波（SE）＜梯度回波（GRE）＜平面回波（EPI）［2］。所以，相對(duì)SE，GRE和EPI對(duì)鐵磁性金屬更加敏感，因此在一定程度上應(yīng)用SE序列成像可以減少金屬偽影的干擾。

金屬偽影的處理對(duì)策：去掉被檢者身上或磁體洞內(nèi)的金屬物品（圖2b）；盡量使用SE序列，如果一定要使用GRE序列，減小TE也能夠減小金屬偽影的范圍［1］。

3.梯度相關(guān)偽影

突然變化的梯度場(chǎng)可以感應(yīng)出一個(gè)渦流電流，而后者產(chǎn)生的小磁場(chǎng)能夠干擾主磁場(chǎng)的均勻性［6］。線性的梯度場(chǎng)是優(yōu)質(zhì)成像的保證，而實(shí)際工作中，梯度場(chǎng)邊緣的線性較差，使圖像的邊緣可能發(fā)生形變。與主磁場(chǎng)不均勻所導(dǎo)致的偽影相似，不同之處在于梯度的非線性偽影在圖像的邊緣表現(xiàn)更為明顯。

4.層間交叉

當(dāng)兩個(gè)射頻脈沖經(jīng)過(guò)傅立葉變換后不是精確的直角，而是形成側(cè)峰就可能相互重疊，產(chǎn)生層間交叉?zhèn)斡埃▓D3a）。層間交叉的處理對(duì)策：增加掃描層之間的間隔（圖3b）；延長(zhǎng)射頻脈沖作用的時(shí)間，使傅立葉變換后的圖形更加接近于矩形；隔行掃描。

5.介電偽影

人體中某些組織中存在許多自由活動(dòng)的離子，導(dǎo)致其電導(dǎo)率很高，當(dāng)射頻脈沖經(jīng)過(guò)人體這些組織時(shí)，會(huì)形成不均勻的射頻電磁場(chǎng)，從而產(chǎn)生介電偽影。腹部的介電偽影并不少見(jiàn)，特別是大量腹水時(shí)（圖4）。使用高電導(dǎo)率材料的填充墊，可以有效地減少介電偽影；就磁場(chǎng)強(qiáng)度而言，低場(chǎng)強(qiáng)MRI的介電偽影相對(duì)較低。

6.其他

穩(wěn)定而均勻的磁場(chǎng)是許多MRI技術(shù)的前提，如水脂分離技術(shù)、平衡式穩(wěn)態(tài)自由進(jìn)動(dòng)序列等。MRI信號(hào)是由水、脂兩種成分構(gòu)成，兩種信號(hào)的向量和構(gòu)成了體素內(nèi)的MRI信號(hào)。Dixon技術(shù)是一種常見(jiàn)的水脂分離方法［7］，目前有兩點(diǎn)式和三點(diǎn)式Dixon成像技術(shù)。Dixon技術(shù)的關(guān)鍵在于通過(guò)兩個(gè)或三個(gè)時(shí)間點(diǎn)來(lái)采集MRI信號(hào)，經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)重建可形成水和脂肪完全分離的兩套圖像。水像相當(dāng)于脂肪抑制成像，脂像相當(dāng)于水抑制成像。如果磁場(chǎng)不均勻，水和脂肪的進(jìn)動(dòng)頻率會(huì)發(fā)生改變，Dixon技術(shù)將不能完全分離水和脂肪信號(hào)，或造成局部信號(hào)丟失，形成水脂分離不全（黑洞）偽影（圖5a）。去除黑洞偽影的方法一般采用局部勻場(chǎng)（圖5b），或者使用其他的壓脂技術(shù)代替Dixon壓脂技術(shù)。

成像參數(shù)相關(guān)偽影

MRI是多參數(shù)成像，臨床上常常根據(jù)成像的目的而選擇合適的參數(shù)。成像參數(shù)的選擇也是影響圖像質(zhì)量的重要因素。成像參數(shù)相關(guān)偽影主要包括化學(xué)位移偽影、卷褶偽影等。

1.化學(xué)位移偽影

化學(xué)位移偽影是由于氫質(zhì)子在不同的化學(xué)環(huán)境中的共振頻率不同而造成的。人體內(nèi)脂肪和水兩種組織成分中氫質(zhì)子的進(jìn)動(dòng)頻率存在3 .5 pp m的差異，水中的氫質(zhì)子進(jìn)動(dòng)頻率快于脂肪。由于MRI系統(tǒng)中靜態(tài)磁場(chǎng)是恒定的，所以化學(xué)位移偽影不可避免［1-3，6］?；瘜W(xué)位移偽影與磁場(chǎng)強(qiáng)度成正比，低磁場(chǎng)中，脂肪和水中的氫質(zhì)子進(jìn)動(dòng)頻率的差異較小，化學(xué)位移偽影相對(duì)較輕；而在高磁場(chǎng)中，兩者進(jìn)動(dòng)頻率差異相對(duì)較大，使同一體素中氫質(zhì)子的共振頻率不同，故化學(xué)位移偽影只出現(xiàn)在頻率編碼的方向。在頻率編碼的方向上，水中的氫質(zhì)子相對(duì)向更高頻率編碼方向運(yùn)動(dòng)，而脂肪則相反。表現(xiàn)在MRI圖像上：在較低頻率的方向出現(xiàn)一條亮帶，而較高頻率的方向出現(xiàn)一條暗帶（圖6a）。

化學(xué)位移偽影的處理對(duì)策：目前常用的方法包括：采用脂肪抑制技術(shù)去除脂肪信號(hào)（圖6b）；增大帶寬（圖6c）；選擇低場(chǎng)強(qiáng)掃描（可有效地降低化學(xué)位移偽影，但同時(shí)會(huì)降低圖像的分辨力）；延長(zhǎng)TE（脂肪信號(hào)產(chǎn)生更多的失相，使脂肪信號(hào)降低從而減少偽影）；改變頻率和相位編碼的方向（使偽影的方向發(fā)生改變）。

2.卷褶偽影

計(jì)算機(jī)只能識(shí)別帶寬以內(nèi)的頻率，超出頻帶的頻率會(huì)出現(xiàn)頻率混亂。當(dāng)實(shí)際成像的范圍超過(guò)設(shè)定的觀察視野（FOV），導(dǎo)致FOV以外的成像部分折疊到圖像對(duì)側(cè)的現(xiàn)象［1，6］，稱為卷褶偽影（圖7a）。卷褶偽影可出現(xiàn)在相位編碼的方向，也可出現(xiàn)在頻率編碼的方向。臨床上，為了節(jié)約掃描時(shí)間，導(dǎo)致發(fā)生在相位編碼方向上的卷褶偽影更常見(jiàn)。

卷褶偽影的處理對(duì)策：使用表面線圈（包繞整個(gè)身體），可提高信噪比，但其缺點(diǎn)是圖像均勻性較差；增加FOV（圖7b），但必須使用較小的梯度磁場(chǎng)；頻率過(guò)采樣（增大頻率編碼方向上的FOV）和相位過(guò)采樣（增大相位編碼方向上的FOV，圖7c）；飽和脈沖，使FOV外的組織飽和，幾乎不產(chǎn)生信號(hào)，這樣線圈在接收信號(hào)時(shí)，幾乎接收不到FOV外的信號(hào)，從而減少圖像的混淆偽影；磁共振3 D成像時(shí)，若在層面選擇方向上出現(xiàn)卷褶偽影，在最后顯示圖像時(shí)，去掉開(kāi)始及最后幾層圖像即可。

3.部分容積效應(yīng)

由于腹部臟器層次結(jié)構(gòu)復(fù)雜，部分容積效應(yīng)也十分常見(jiàn)（圖8）。體素過(guò)大，一個(gè)體素內(nèi)混合多種組織，導(dǎo)致體素內(nèi)信號(hào)不均勻，導(dǎo)致最終掃描所得圖像不能真正代表組織的真實(shí)信號(hào)。如果病灶較小，層厚較大，病灶受周圍組織信號(hào)的影響更加明顯，甚至不能在圖像上顯示，造成漏診。

運(yùn)動(dòng)與搏動(dòng)偽影

MRI接收信號(hào)裝置是假定組織在信號(hào)采集的過(guò)程中位置和信號(hào)強(qiáng)度不會(huì)發(fā)生變化，但在人體中，運(yùn)動(dòng)時(shí)刻存在，如心臟搏動(dòng)等［1，8，9］。運(yùn)動(dòng)偽影由人體自主、非自主的運(yùn)動(dòng)或心臟、血液及腦脊液的搏動(dòng)引起，可分為周期性運(yùn)動(dòng)和隨機(jī)性運(yùn)動(dòng)。臨床常常將心臟、血液及腦脊液搏動(dòng)產(chǎn)生的偽影稱為搏動(dòng)偽影。由于MRI檢查需要一定的時(shí)間，即使采用先進(jìn)的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償技術(shù)，也不能完全消除運(yùn)動(dòng)偽影。目前，MRI的掃描速度隨著場(chǎng)強(qiáng)的增高有了很大的提高，而場(chǎng)強(qiáng)的增加，意味著對(duì)磁場(chǎng)均勻性的要求更高，因此，同等程度的運(yùn)動(dòng)在高場(chǎng)強(qiáng)MRI上產(chǎn)生的偽影較低場(chǎng)強(qiáng)MRI明顯。運(yùn)動(dòng)偽影在MRI圖像上表現(xiàn)為沿相位編碼方向分布的條形或者弧形重影，導(dǎo)致解剖結(jié)構(gòu)及其邊緣的圖像模糊、重疊（圖9～11）。因患者運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的偽影只出現(xiàn)在運(yùn)動(dòng)的部位，而系統(tǒng)原因的偽影可出現(xiàn)在整個(gè)FOV中。

運(yùn)動(dòng)偽影的處理對(duì)策：對(duì)于非生理性運(yùn)動(dòng)，如患者煩躁等，可將患者制動(dòng)；對(duì)于生理性運(yùn)動(dòng)，可采取門控技術(shù)，使數(shù)據(jù)的采集和運(yùn)動(dòng)同步，以減少偽影的影響，如呼吸門控等（圖12）。然而，呼吸門控技術(shù)的效率和掃描時(shí)間與患者的呼吸頻率有關(guān)，當(dāng)呼吸不均勻時(shí)，成像時(shí)間延長(zhǎng)，也會(huì)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)偽影，故總體而言，在實(shí)際掃描過(guò)程中，呼吸門控技術(shù)比較繁瑣，效率不如屏氣掃描。目前，快速掃描序列配合患者屏氣，可極大地減少呼吸運(yùn)動(dòng)偽影；對(duì)于不能屏氣的患者，訓(xùn)練呼吸后，再采用自由呼吸狀態(tài)下門控掃描。另外，通過(guò)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償［8，10］，如propeller技術(shù)，也可減少運(yùn)動(dòng)偽影的影響。

搏動(dòng)偽影處理對(duì)策：在成像區(qū)域血流的上游施加空間預(yù)置飽和脈沖；使用流動(dòng)補(bǔ)償技術(shù)；增大重復(fù)時(shí)間、相位編碼數(shù)和采集次數(shù)，加大偽影間隔，使得偽影移出解剖部位；切換相位和頻率編碼的方向，使偽影的方向發(fā)生改變（圖13）；心電門控技術(shù)可以使觀察的流動(dòng)物質(zhì)速度同步。

除上述幾大類偽影外，由于MRI軟組織分辨力高，對(duì)體部病變的顯示具有很高敏感性，在臨床上應(yīng)用十分廣泛。隨著高場(chǎng)強(qiáng)MRI的發(fā)展，MRI檢查獲得生理學(xué)和功能信息的能力大大增加，但是由于其成像過(guò)程復(fù)雜，受影響的因素繁多，產(chǎn)生的偽影也更多、更復(fù)雜［11］，甚至不可避免且通常很難徹底消除。偽影的出現(xiàn)使影像圖像不能正確反映組織結(jié)構(gòu)的位置、形態(tài)和組織結(jié)構(gòu)特征，甚至一副圖像上常常多種偽影同時(shí)出現(xiàn)，將極大地影響放射科醫(yī)師對(duì)圖像的判讀以及對(duì)病變的診斷，甚至導(dǎo)致誤診和漏診，因此識(shí)別體部偽影，了解其產(chǎn)生機(jī)理，并采用對(duì)應(yīng)的方法消除和減小偽影是影像工作的重點(diǎn)。

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·實(shí)驗(yàn)研究·

收稿日期：（2015-07-31 修回日期：2015-10-28）

通訊作者：張小明，Email：zhangx m＠nsmc .edu .cn

作者簡(jiǎn)介：湯夢(mèng)月（1989 -），女，四川廣安人，碩士研究生，住院醫(yī)師，主要從事體部CT與MRI診斷工作。

DOI：10 .13609／j.cnki.1000-0313 .2016 .02 .011

【中圖分類號(hào)】R445 .2

【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】1000-0313（2016）02-0141-04