磁共振成像運(yùn)動(dòng)偽影控制方法及技術(shù)進(jìn)展

曲源，路青，蔣杰

1. 新疆維吾爾自治區(qū)人民醫(yī)院 放射影像中心，新疆 烏魯木齊 830001；2. 上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬仁濟(jì)醫(yī)院 放射科，上海 200127

引言

磁共振成像過程中，由于受檢者的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的圖像偽影稱為運(yùn)動(dòng)偽影，運(yùn)動(dòng)可來源于受試者的生理性運(yùn)動(dòng)和自發(fā)性運(yùn)動(dòng)，前者包括呼吸運(yùn)動(dòng)、心臟和血管搏動(dòng)、血液或腦脊液流動(dòng)、胃腸道或膀胱蠕動(dòng)等，而后者往往是由于受檢者的自主運(yùn)動(dòng)，包括身體成像部位的移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)、吞咽、咳嗽、眼球運(yùn)動(dòng)、屏氣不佳或躁動(dòng)等不配合因素而產(chǎn)生圖像運(yùn)動(dòng)偽影[1]。運(yùn)動(dòng)偽影是磁共振成像臨床工作中最常見的圖像偽影之一，本文對(duì)磁共振運(yùn)動(dòng)偽影產(chǎn)生的原因、表現(xiàn)形式以及消除運(yùn)動(dòng)偽影的成像技術(shù)、圖像處理方法進(jìn)行綜述，以期為控制磁共振成像運(yùn)動(dòng)偽影奠定一定的理論基礎(chǔ)。

1 運(yùn)動(dòng)偽影產(chǎn)生的原因及其表現(xiàn)形式

在磁共振脈沖序列實(shí)施的過程中，成像層面整體發(fā)生運(yùn)動(dòng)或?qū)用鎯?nèi)生理器官發(fā)生形態(tài)變化，導(dǎo)致射頻激勵(lì)、空間編碼、信號(hào)采集產(chǎn)生錯(cuò)誤，進(jìn)行K空間填充和傅立葉轉(zhuǎn)換時(shí)，信號(hào)來源的位置發(fā)生偏差，重建后圖像出現(xiàn)偽影。偽影的嚴(yán)重程度與運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的信號(hào)強(qiáng)度、幅度及磁場(chǎng)強(qiáng)度呈正相關(guān)，在高場(chǎng)強(qiáng)磁共振系統(tǒng)表現(xiàn)得更為明顯，偽影的表現(xiàn)特點(diǎn)與脈沖序列的類型及其掃描參數(shù)等均相關(guān)[1]。

人體成像部位的自主運(yùn)動(dòng)類型可分為平移、旋轉(zhuǎn)和形變，器官的生理運(yùn)動(dòng)可分為剛性運(yùn)動(dòng)、彈性運(yùn)動(dòng)、搏動(dòng)、流動(dòng)等。其中剛性運(yùn)動(dòng)可以是成像層面內(nèi)的一維平移（相位編碼方向）、兩維平移（相位編碼和頻率編碼方向）以及完全無約束的移位（上下、前后、左右）；彈性運(yùn)動(dòng)常見于心臟、腹部和盆腔，如心臟自身的收縮舒張、腹腔臟器、胃腸道不同程度的位移和變形等[2]。

圖像對(duì)運(yùn)動(dòng)的敏感性及其表現(xiàn)特點(diǎn)，取決于運(yùn)動(dòng)器官在信號(hào)采集期間頻率和相位的變化。如果運(yùn)動(dòng)發(fā)生在采集K空間邊緣數(shù)據(jù)時(shí)，則運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的相位累積信號(hào)幅度較小，如運(yùn)動(dòng)發(fā)生在K空間中心采集時(shí)，運(yùn)動(dòng)將造成嚴(yán)重的偽影；如回波時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)或運(yùn)動(dòng)速度較快時(shí)，則會(huì)產(chǎn)生明顯的偽影；如連續(xù)回波之間的時(shí)間間隔很短且運(yùn)動(dòng)相對(duì)較慢，則K空間中心附近的回波信號(hào)可認(rèn)為來源于同一位置的信號(hào)，產(chǎn)生的偽影較小[2]。

2 運(yùn)動(dòng)偽影糾正技術(shù)方法和對(duì)策

2.1 運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)與圖像采集

成像過程中運(yùn)動(dòng)偽影的糾正方法與人體運(yùn)動(dòng)來源和類型相關(guān)，對(duì)于隨機(jī)的不自主運(yùn)動(dòng)，可以加強(qiáng)受檢者的擺位和固定，對(duì)于呼吸、心跳和血管搏動(dòng)，可采用屏氣或生理門控掃描方式，一些專門針對(duì)運(yùn)動(dòng)偽影的成像序列和掃描參數(shù)能有效減輕運(yùn)動(dòng)偽影，而基于K空間和圖像處理的偽影消除技術(shù)也逐漸在臨床上得到應(yīng)用。針對(duì)呼吸、血管搏動(dòng)等生理性運(yùn)動(dòng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，使圖像采集始終處于運(yùn)動(dòng)相對(duì)靜止的時(shí)間窗口，或每次采集時(shí)成像部位始終處于相同的位置[3]。對(duì)于快速成像、腹部動(dòng)態(tài)增強(qiáng)序列，可采用屏氣掃描模式；對(duì)于自旋回波、彌散序列等，可采用呼吸觸發(fā)掃描模式，能有效減輕無法屏氣情況下的呼吸運(yùn)動(dòng)偽影，同時(shí)提高圖像質(zhì)量[4]。導(dǎo)航回波使用射頻脈沖激發(fā)一個(gè)垂直于肝-肺界面的條帶狀（Navigator）區(qū)域，利用空氣和組織的信號(hào)差別確定右側(cè)膈肌的空間位置，將此位置信息用于成像序列的前瞻性觸發(fā)采集或者回顧性圖像空間位置編碼，從而達(dá)到控制呼吸運(yùn)動(dòng)的目的和提高成像的空間編碼精度。導(dǎo)航回波信號(hào)的產(chǎn)生，可以是自旋回波信號(hào)、自由感應(yīng)衰減信號(hào)等。盧晶等[5]利用相位導(dǎo)航信號(hào)進(jìn)行胰膽管水成像采集，獲得了優(yōu)于膈肌導(dǎo)航法的圖像質(zhì)量；Wallace等[6]在頭部三維成像中，利用序列內(nèi)置自由感應(yīng)衰減（Free Induction Decay，F(xiàn)ID）導(dǎo)航信號(hào)進(jìn)行回顧性頭部運(yùn)動(dòng)修正，并取得了與外置運(yùn)動(dòng)監(jiān)控設(shè)備相同的運(yùn)動(dòng)糾正效果。Kavaluus等[7]也將這種內(nèi)置的自導(dǎo)航回波技術(shù)應(yīng)用于肝臟動(dòng)態(tài)掃描，在自由呼吸狀態(tài)下即能取得很好的無運(yùn)動(dòng)偽影的圖像。

針對(duì)心臟搏動(dòng)，利用體表電極采集心臟運(yùn)動(dòng)的電信號(hào)，實(shí)時(shí)獲取心肌的運(yùn)動(dòng)信息，引導(dǎo)脈沖序列在特定的時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行圖像采集，此種方法稱為心電門控技術(shù)。心電門控分為回顧性和前瞻性2種采集方式。回顧式心電門控是實(shí)時(shí)采集心電信號(hào)，同步進(jìn)行連續(xù)圖像信號(hào)采集，在圖像重建時(shí)將心動(dòng)周期不同時(shí)間段的圖像分別進(jìn)行重建，從而獲得連續(xù)的心臟運(yùn)動(dòng)電影圖像；前瞻式心電門控是利用采集到的心電信號(hào)，在特定的時(shí)間點(diǎn)觸發(fā)脈沖序列采集，一般為心動(dòng)周期的相對(duì)靜止期，從而獲得不受運(yùn)動(dòng)影響的靜態(tài)圖像。Kavaluus等[8]利用回顧式的心臟運(yùn)動(dòng)檢測(cè)和修正技術(shù)成功實(shí)現(xiàn)了全心三維電影成像；Olivieri等[9]利用回顧式的心臟運(yùn)動(dòng)修正（Motion Correction，MOCO）實(shí)現(xiàn)了心肌延遲增強(qiáng)圖像運(yùn)動(dòng)偽影的修正，獲得了較好的圖像質(zhì)量，且能優(yōu)化臨床工作流程。

2.2 運(yùn)動(dòng)修正的掃描參數(shù)和成像技術(shù)

目前具有運(yùn)動(dòng)修正的成像技術(shù)包括掃描參數(shù)和成像序列，尤其是一些專用脈沖序列，可以很好地消除運(yùn)動(dòng)對(duì)圖像的影響。

2.2.1 常用成像技術(shù)

臨床上常使用的參數(shù)優(yōu)化方法包括頻率編碼和相位編碼方向互換、空間預(yù)飽和脈沖、縮短回波鏈長(zhǎng)度和TE時(shí)間、流動(dòng)補(bǔ)償、信號(hào)平均技術(shù)等，根據(jù)運(yùn)動(dòng)類型和表現(xiàn)形式靈活調(diào)整這些掃描參數(shù)，有助于減輕運(yùn)動(dòng)偽影。為消除血液流動(dòng)帶來的周期性運(yùn)動(dòng)影響，可以對(duì)血液信號(hào)進(jìn)行抑制，特定的黑血成像技術(shù)包括雙翻轉(zhuǎn)恢復(fù)預(yù)脈沖（Double IR）、運(yùn)動(dòng)敏感驅(qū)動(dòng)平衡（Motion-Sensitized Driven Equilibrium，MSDE）和可變延遲進(jìn)動(dòng)定制激發(fā)（Delayed Alternating With Nutation for Tailored Excitation，DANTE）等[4]。流動(dòng)補(bǔ)償梯度一般可以減輕緩慢的、線性流動(dòng)的偽影，針對(duì)不同流速或復(fù)雜流動(dòng)需要施加更高階的補(bǔ)償梯度。Mekkaoui等[10]采用彌散運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償梯度配合圖像的彈性配準(zhǔn)來減輕運(yùn)動(dòng)偽影的影響，結(jié)果表明用于心肌彌散成像取得了較好的圖像質(zhì)量，并行加速采集、壓縮感知以及多層面同步激發(fā)采集能夠明顯縮短掃描時(shí)間，從而減少運(yùn)動(dòng)偽影出現(xiàn)的概率（圖1）。Suraj等[11]研究表明，成像序列與加速技術(shù)的結(jié)合，在兒童成像中的有助于減少鎮(zhèn)靜、麻醉藥物的使用。

圖1 線性流動(dòng)補(bǔ)償梯度與彌散運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償梯度[10]

2.2.2 專用成像技術(shù)

利用K空間采集的冗余數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析，實(shí)現(xiàn)異常數(shù)據(jù)的排除、圖像空間配準(zhǔn)、位移數(shù)據(jù)相位修正等算法，是臨床上常用的修正圖像運(yùn)動(dòng)偽影方法。相應(yīng)的K空間采集方式有螺旋槳填充（Periodically Rotated Overlapping Parallel Lines Enhanced Reconstruction，PROPELLER）[12]、放射狀填充[13]、螺旋樣填充[14]等，其中一些技術(shù)現(xiàn)在已廣泛應(yīng)用于臨床各個(gè)部位的掃描，并取得了很好的效果。PROPELLER最初用于頭部成像[12]，隨著技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在已廣泛應(yīng)用到腹部、盆腔、關(guān)節(jié)等各個(gè)部位。王韜等[15]通過使用MultiVane技術(shù)，明顯改善了肝臟的圖像質(zhì)量。

放射狀K空間采集（Radial Acquisition）在腹部成像中的應(yīng)用成為近年來的技術(shù)熱點(diǎn)，其是在三維梯度回波序列的基礎(chǔ)上，使用放射狀K空間填充，相鄰放射狀采集線之間夾角接近黃金角（Pseudo Golden Angle），層面間仍采用笛卡爾K空間填充模式，這種采集模式也稱為星狀椎棧式采集（Stack of Stars），見圖2。放射狀K空間采集首先填充K空間中心再延伸至K空間的邊緣，放射狀采集線彼此之間通過相位修正使K空間中心對(duì)齊，而在邊緣部分，運(yùn)動(dòng)的影響隨著K空間邊緣的放射狀填充，逐漸遠(yuǎn)離圖像中心，同時(shí)，由于每一條采集線指向不同的方向，即使發(fā)生呼吸運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)相位在每一條采集線之間并不相同（笛卡爾平行K空間填充會(huì)由于運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生相位偏移的累積），因此運(yùn)動(dòng)偽影稀釋、消散在圖像外圍。Hedderich等[16]使用此技術(shù)，能在自由呼吸狀態(tài)下獲得非常優(yōu)秀的肝臟增強(qiáng)掃描圖像。放射狀K空間采集T1成像掃描時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，為進(jìn)一步改進(jìn)放射狀采集三維梯度回波序列的掃描速度，以適用于腹部多期動(dòng)態(tài)增強(qiáng)成像，可以在層面方向使用并行加速技術(shù)，同時(shí)，在增強(qiáng)前掃描時(shí)，完整地采集一期K空間數(shù)據(jù)，而在動(dòng)態(tài)增強(qiáng)階段，每期只采集部分K空間，相鄰期相之間共享K空間數(shù)據(jù)，則能實(shí)現(xiàn)幾秒到十幾秒的連續(xù)多期動(dòng)態(tài)增強(qiáng)成像。Choi等[17]利用此技術(shù)進(jìn)行肝臟多期動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描，獲得與常規(guī)動(dòng)態(tài)增強(qiáng)序列等同的圖像質(zhì)量，極大優(yōu)化了體部動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描的工作流程。

圖2 放射狀K空間采集三維梯度回波序列

2.3 圖像重建與后處理算法

2.3.1 圖像數(shù)據(jù)配準(zhǔn)

連續(xù)多期采集的圖像數(shù)據(jù)集，當(dāng)成像部位發(fā)生運(yùn)動(dòng)時(shí)，可將各圖像數(shù)據(jù)集彼此之間進(jìn)行比對(duì)，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)偽影的修正。Zaitsev等[18]對(duì)腦功能的各數(shù)據(jù)子集之間進(jìn)行空間位置參照和比對(duì)，利用配準(zhǔn)算法將圖像空間位置對(duì)齊，從而消除不同采集時(shí)間點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)誤差，保證數(shù)據(jù)信號(hào)的一致性，這種處理方法已廣泛用于動(dòng)態(tài)增強(qiáng)、灌注、多b值彌散成像或彌散張量成像等圖像數(shù)據(jù)，成為一種多期重復(fù)掃描數(shù)據(jù)配準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)處理方法。

2.3.2 運(yùn)動(dòng)模式識(shí)別算法

當(dāng)磁共振完成圖像數(shù)據(jù)的采集、重建圖像過程中，提取部分K空間數(shù)據(jù)或圖像數(shù)據(jù)建立運(yùn)動(dòng)模型、估計(jì)運(yùn)動(dòng)模式，利用數(shù)據(jù)處理算法消除運(yùn)動(dòng)對(duì)圖像數(shù)據(jù)的影響，這種方法被稱為回顧性運(yùn)動(dòng)修正（Retrospective Motion Correction）。大量研究者進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)偽影的后處理校正技術(shù)研究，包括線性平移運(yùn)動(dòng)的相位修正[19]、在成像域內(nèi)用自動(dòng)聚焦的方法消除圖像平面內(nèi)剛性平移運(yùn)動(dòng)偽影[20]、類似最小化熵中心標(biāo)準(zhǔn)的“自動(dòng)聚焦”算法[21]、遺傳算法運(yùn)動(dòng)識(shí)別與圖像重建[22]等數(shù)據(jù)處理算法，但這些早期的處理算法仍未進(jìn)入臨床實(shí)質(zhì)的應(yīng)用。

2.3.3 線圈空間敏感性運(yùn)動(dòng)處理算法

多通道相控陣線圈結(jié)合并行加速采集技術(shù)能夠縮短掃描時(shí)間，由于多單元線圈的空間位置分布，與解剖結(jié)構(gòu)發(fā)生運(yùn)動(dòng)的部位有不同的關(guān)聯(lián)性，例如，在仰臥位時(shí)，身體前部更易產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象，而身體背部相對(duì)于鄰近線圈一般保持靜止?fàn)顟B(tài)，因此可利用后部線圈單元線圈的數(shù)據(jù)與前部線圈進(jìn)行比對(duì)，判斷運(yùn)動(dòng)對(duì)數(shù)據(jù)采集的影響，從而修正圖像的偽影。Zhang等[23]利用多通道線圈的部分線圈單元實(shí)時(shí)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)檢測(cè)，然后與線圈整體采集的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，得到運(yùn)動(dòng)差異信息對(duì)圖像重建進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，達(dá)到減輕偽影的作用。

2.3.4 人工智能技術(shù)

人工智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在數(shù)據(jù)采集、偽影識(shí)別和圖像重建等方面發(fā)揮了越來越重要的作用，其可從冗雜的數(shù)據(jù)變量中發(fā)現(xiàn)潛在關(guān)系并進(jìn)行識(shí)別與建模，減低圖像運(yùn)動(dòng)偽影，獲得更高的對(duì)比度和信噪比[24]。Oksuz等[25]利用3D卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)識(shí)別心臟運(yùn)動(dòng)偽影，構(gòu)建神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)改進(jìn)心臟圖像質(zhì)量，取得了很好的圖像效果；國(guó)內(nèi)學(xué)者李平安等[26]利用生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)基于頭部剛體運(yùn)動(dòng)偽真構(gòu)建訓(xùn)練集和測(cè)試集，結(jié)果表明其深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)能有效消除剛體運(yùn)動(dòng)偽影。近年來，利用人工智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)識(shí)別運(yùn)動(dòng)偽影、改善圖像質(zhì)量的研究越來越廣泛，其技術(shù)優(yōu)勢(shì)具有極大的臨床應(yīng)用潛力。

2.4 運(yùn)動(dòng)偽影抑制技術(shù)的進(jìn)展

2.4.1 運(yùn)動(dòng)檢測(cè)線圈

運(yùn)動(dòng)檢測(cè)線圈在成像部位外置一個(gè)額外的小型運(yùn)動(dòng)探測(cè)線圈，并在成像過程中施加三維空間梯度編碼來檢測(cè)成像部位運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的頻率信號(hào)變化，從而修正圖像偽影，并可使用無線信號(hào)傳輸?shù)奶綔y(cè)裝置來檢測(cè)頭部運(yùn)動(dòng)偽影[27]。Afacan等[28]利用頭部電磁追蹤裝置，其檢測(cè)頭部運(yùn)動(dòng)變化僅需1 ms，即可獲取高分辨率無運(yùn)動(dòng)的頭部三維圖像。目前類似的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)裝置已進(jìn)入臨床試用，可用于腦功能試驗(yàn)或臨床無法制動(dòng)的患者檢查中。

2.4.2 光學(xué)運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)

光學(xué)運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)使用1個(gè)或多個(gè)攝像機(jī)實(shí)時(shí)采集成像物體的運(yùn)動(dòng)影像，通過人工智能的方法探測(cè)呼吸運(yùn)動(dòng)或成像部位的移動(dòng)，引導(dǎo)脈沖序列掃描或進(jìn)行圖像運(yùn)動(dòng)偽影的修正[29]。Slipsager等[30]在PET/MR設(shè)備中安放光學(xué)運(yùn)動(dòng)探測(cè)裝置發(fā)現(xiàn)，能夠?qū)ET和MR圖像進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的同步修正，保證2種圖像在空間上的良好匹配。

3 人體各部位常見運(yùn)動(dòng)偽影及其抑制技術(shù)

3.1 頭部

在良好制動(dòng)的情況下，頭部運(yùn)動(dòng)主要是由于受試者的不經(jīng)意的自主或無法控制的運(yùn)動(dòng)，以及一些生理性運(yùn)動(dòng)。螺旋槳采集模式能有效修正大部分頭部平面內(nèi)的輕中度平移運(yùn)動(dòng)偽影，除了支持常規(guī)T2、FLAIR序列外，也逐漸擴(kuò)展應(yīng)用到梯度回波、水脂分離等更多的序列[31]；在三維成像中，臨床上已有專用的前瞻性運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償三維成像技術(shù)，如GE的PROMO序列，利用自導(dǎo)航回波來消除運(yùn)動(dòng)偽影，見圖3[6]和圖4[31]；對(duì)于多期灌注成像、彌散張量以腦功能成像，可基于多組重復(fù)數(shù)據(jù)圖像配準(zhǔn)算法，回顧性修正多期相數(shù)據(jù)之間的運(yùn)動(dòng)偏差[32]。利用人工智能技術(shù)識(shí)別和糾正頭部運(yùn)動(dòng)成為近年來研究的熱點(diǎn)，Pawar等[33]利用深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)處理頭部運(yùn)動(dòng)偽影，取得了較好的臨床實(shí)踐效果。

圖3 自導(dǎo)航回波運(yùn)動(dòng)修正頭部三維T1梯度回波成像序列[6]

圖4 前瞻性自導(dǎo)航運(yùn)動(dòng)修正與運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償圖像重建[31]

3.2 頸部

頸部解剖結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，圖像常受咳嗽、吞咽等自主移動(dòng)及血管搏動(dòng)、呼吸運(yùn)動(dòng)、腦脊液流動(dòng)等生理性運(yùn)動(dòng)干擾，除了選擇頻率編碼方向、流動(dòng)補(bǔ)償、飽和脈沖技術(shù)之外，專用的QIR或MSDE技術(shù)可有效減輕血管搏動(dòng)偽影，實(shí)現(xiàn)高分辨率的血管斑塊[34]、臂叢神經(jīng)成像[35]。

3.3 胸部

胸部成像除了呼吸帶來的運(yùn)動(dòng)偽影，也常受到心臟、大血管搏動(dòng)及血液流動(dòng)的影響。在無法屏氣掃描的條件下，可用呼吸門控、膈肌導(dǎo)航等自由呼吸掃描模式，聯(lián)合使用DIR、MSDE等黑血成像技術(shù)，能有效抑制血流的干擾。螺旋槳采集技術(shù)，已在胸部成像中得到了很好的臨床應(yīng)用[36]。Rank等[37]采用放射狀采集技術(shù)，進(jìn)行自由呼吸狀態(tài)下胸部動(dòng)態(tài)圖像采集，能明顯改善胸部三維T1圖像質(zhì)量。

3.4 心臟

心臟成像受呼吸、心臟自身運(yùn)動(dòng)的雙重影響，因此對(duì)成像技術(shù)的要求相對(duì)較高。無論白血成像還是黑血成像，均需使用心電門控技術(shù)；冠狀動(dòng)脈成像需要準(zhǔn)確設(shè)置觸發(fā)延遲時(shí)間，確保數(shù)據(jù)在心臟運(yùn)動(dòng)的相對(duì)靜止期采集，同時(shí)，膈肌導(dǎo)航窗口的大小根據(jù)呼吸運(yùn)動(dòng)幅度進(jìn)行調(diào)節(jié)，在采集效率和減輕運(yùn)動(dòng)偽影之間找到最佳的平衡；除了膈肌導(dǎo)航，目前諸多研究者也采用多個(gè)導(dǎo)航回波[38]，或自導(dǎo)航回波[39]、心包脂肪運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)[40]等導(dǎo)航和圖像運(yùn)動(dòng)修正技術(shù)，也取得比較滿意的圖像；對(duì)于采集多個(gè)弛豫時(shí)間點(diǎn)的心肌定量T1、T2、T2*和心肌延遲增強(qiáng)掃描，要準(zhǔn)確地選擇心動(dòng)周期觸發(fā)延遲時(shí)間。有研究也強(qiáng)調(diào)了心肌彈性配準(zhǔn)等后處理技術(shù)，有助于心肌定量分析[41-42]。心臟電影三維動(dòng)態(tài)成像，一直是心臟成像研究的熱點(diǎn)，采用圖像導(dǎo)航回波技術(shù)監(jiān)測(cè)心臟運(yùn)動(dòng)位置，并進(jìn)行回顧性心臟運(yùn)動(dòng)修正動(dòng)態(tài)圖像重建技術(shù)，已在相關(guān)文獻(xiàn)[43]上有所報(bào)道。胎兒心臟的掃描，由于無法檢測(cè)心電信號(hào)，因此只能采用實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)采集進(jìn)行白血成像，或利用血液流空效應(yīng)進(jìn)行黑血成像。已有文獻(xiàn)[44]報(bào)道，利用超聲檢測(cè)胎兒心跳進(jìn)行心臟門控成像已開始應(yīng)用于臨床，并取得了較好的圖像質(zhì)量。

3.5 腹部和盆腔

目前臨床上腹部自旋回波T2掃描，首選螺旋槳成像技術(shù)，在呼吸門控配合下，可有效消除心臟、血管和胃腸道運(yùn)動(dòng)的影響[31,36]。動(dòng)態(tài)增強(qiáng)T1三維快速梯度回波序列，在屏氣條件好時(shí)，一般都能獲得滿意的圖像質(zhì)量；但即使在屏氣條件較好時(shí)，多期動(dòng)態(tài)增強(qiáng)圖像集之間，也可能出現(xiàn)空間位置的不一致，此時(shí)可以第一期圖像為標(biāo)準(zhǔn)，采用空間配準(zhǔn)的方法，將多期動(dòng)態(tài)圖像的層面位置一一對(duì)齊，有利于圖像的瀏覽和診斷[45]；在屏氣條件不好時(shí)，選用自導(dǎo)航放射狀K空間采集的三維梯度回波，其圖像質(zhì)量越來越接近于常規(guī)T1序列，并且掃描時(shí)間能有效滿足腹部臟器動(dòng)態(tài)增強(qiáng)的要求[16]。

3.6 兒童

由于6歲以下兒童或嬰幼兒在磁共振掃描過程中無法主動(dòng)配合，因此需要使用鎮(zhèn)靜劑甚至在麻醉狀態(tài)下掃描，這對(duì)兒童體部掃描來說是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。因此，兒童體部磁共振成像主要使用單次激發(fā)快速自旋回波、穩(wěn)態(tài)自由進(jìn)動(dòng)梯度回波序列，或使用螺旋槳采集方式，并且已廣泛應(yīng)用于從頭部到體部的各個(gè)部位成像；三維梯度回波序列可采用放射狀K空間采集，配合膈肌導(dǎo)航、自導(dǎo)航回波，也能獲得滿意的動(dòng)態(tài)增強(qiáng)圖像[46]。兒童心臟掃描近來成為臨床應(yīng)用的熱點(diǎn)。在心電門控的引導(dǎo)下，可以進(jìn)行自由呼吸冠狀動(dòng)脈成像，能取得比較滿意的圖像質(zhì)量。在無法屏氣的條件下，心臟運(yùn)動(dòng)電影成像可采取多次平均的掃描模式，以減輕運(yùn)動(dòng)的影響，但這種采集模式會(huì)使心功能后處理分析結(jié)果不準(zhǔn)確。因此，前瞻性導(dǎo)航回波技術(shù)和回顧性圖像配準(zhǔn)技術(shù)用于兒童心臟成像，可能是一個(gè)較好的解決運(yùn)動(dòng)偽影的方法[47-48]。

3.7 胎兒

磁共振胎兒成像在臨床上已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，對(duì)于頭部、胸部、腹部甚至心臟先天性畸形的明確診斷具有重要價(jià)值。胎兒成像不僅受到間歇性不自主運(yùn)動(dòng)、心臟跳動(dòng)等生理性運(yùn)動(dòng)的影響，同時(shí)也受到母體呼吸運(yùn)動(dòng)的影響。因此，胎兒成像主要是利用單次激發(fā)快速自旋回波、穩(wěn)態(tài)自由進(jìn)動(dòng)梯度回波等序列，螺旋槳采集和放射狀采集的成像序列也能部分改善圖像質(zhì)量[49]。彌散加權(quán)成像采用單次激發(fā)EPI序列，掃描速度快，但多層采集時(shí)的間歇性胎動(dòng)導(dǎo)致層與層之間的錯(cuò)位，有研究者利用層面配準(zhǔn)后處理技術(shù)糾正層間運(yùn)動(dòng)，能獲得滿意的胎兒頭部彌散張量圖像[50]。胎兒心臟掃描，由于無法檢測(cè)心電信號(hào)，因此只能采用實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)采集進(jìn)行白血成像，或利用血液流空效應(yīng)進(jìn)行黑血成像。已有文獻(xiàn)[51]報(bào)道，利用超聲檢測(cè)胎兒心跳進(jìn)行心臟門控成像已開始在臨床上得到應(yīng)用，并取得了較好的圖像質(zhì)量。

4 總結(jié)與展望

本文對(duì)磁共振運(yùn)動(dòng)偽影產(chǎn)生的原因、表現(xiàn)形式以及消除運(yùn)動(dòng)影響的成像技術(shù)、圖像處理方法進(jìn)行了綜述。在臨床上，無論是不自主運(yùn)動(dòng)或生理性運(yùn)動(dòng)，其產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)偽影仍是磁共振成像臨床工作中最常見的圖像偽影之一，運(yùn)動(dòng)偽影的產(chǎn)生很大程度上取決于運(yùn)動(dòng)的類型和采集方式，而消除運(yùn)動(dòng)偽影的技術(shù)方法往往適用于特定的運(yùn)動(dòng)模式或成像序列，截至目前，尚無一種能完全消除臨床上所見各種運(yùn)動(dòng)偽影的技術(shù)，因此，未來在掃描前確保良好的制動(dòng)和擺位，以及在不增加額外掃描時(shí)間和圖像處理步驟的基礎(chǔ)上，還需研發(fā)更多新的修正運(yùn)動(dòng)偽影技術(shù)。