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常见伪影概述MRI欢迎参加由北京协和医院放射科主办的MRI常见伪影概述专题讲座本次讲座将深入探讨磁共振成像过程中常见的各类伪影,帮助医护人员提高诊断准确性内容概述MRI伪影的基本概念探讨MRI伪影的定义、形成原理及其对临床诊断的影响伪影分类方法按物理原理、影响范围、产生来源及现象表现进行系统分类常见伪影类型详解深入分析各类常见伪影的产生机制、表现特点及识别方法伪影识别技巧与消除策略什么是伪影?MRI定义与本质伪影的表现形式MRI伪影是指在磁共振图像中出现的未反映真实解剖或病理的信•信号缺失或异常增强号,这些信号通常由设备、患者或环境因素引起伪影会干扰影•图像几何结构变形像的准确解读,可能导致误诊或漏诊•边缘锯齿状改变根据最新统计数据,全球MRI检查中约15%受到明显伪影的影•非预期的条纹或波纹响,其中约3%可能导致诊断错误,这一数字突显了理解和管理MRI伪影的重要性伪影的临床意义影响诊断准确性降低图像质量伪影可能模拟病理改变或掩盖真伪影直接影响图像的信噪比和对实病变,导致假阳性或假阴性结比度,使细微解剖结构显示不果据研究,伪影是MRI误诊的清,难以辨认组织间的自然边主要原因之一,约占误诊总数的界这在高精度要求的神经系统27%尤其在微小病变的检测和小关节检查中尤为明显,可能中,伪影的干扰更为显著需要重复扫描以获得满意图像延长医疗流程伪影的分类方法MRI按物理原理分类根据伪影产生的物理机制进行分类,包括磁场不均匀、化学位移、截断效应等物理现象导致的伪影这种分类有助于从根本原理上理解伪影的形成过程按影响范围分类依据伪影影响的图像范围分为局部伪影和全局伪影局部伪影仅影响特定区域,如金属伪影;全局伪影则影响整个图像,如运动伪影或线圈故障按产生来源分类按照伪影来源分为设备相关(如系统故障、线圈问题)、患者相关(如运动、植入物)和扫描参数相关(如不当的序列选择)三大类按现象表现分类物理原理分类数字化和重建相关伪影来源于信号数字化和图像重建过程中的数学计算和采样问题射频相关伪影与RF脉冲发射和接收过程中的不均匀性或干扰有关梯度场相关伪影由空间编码梯度场的不线性或涡流效应导致磁场相关伪影主磁场强度不均匀或外部磁场干扰引起磁共振成像的物理过程复杂,每个环节都可能产生特定类型的伪影理解这些物理原理是识别和消除伪影的基础根据物理原理的分类方法可以帮助技师和医师系统地分析伪影来源,从而采取有针对性的解决方案磁共振成像基本原理回顾核磁共振物理基础纵向和横向弛豫时间基于氢原子核在磁场中的共振现象,利T
1、T2和T2*弛豫时间决定了不同组织用射频脉冲激发和接收信号的信号特性和对比度图像重建基本过程信号采集与K空间填充使用傅里叶变换将K空间数据转换为可通过相位编码和频率编码获取空间信视化的磁共振图像息,填充K空间数据矩阵磁共振成像技术基于核磁共振物理现象,采用强大的磁场和精确的射频脉冲序列使人体内的氢质子产生共振不同组织因其生化特性而具有独特的弛豫时间,通过精巧的信号采集和处理系统,最终生成具有优异对比度的医学图像伪影一运动伪影运动伪影的形成机制运动伪影的关键特点运动伪影是MRI检查中最常见的伪影类型之一,主要由患者在扫•主要影响相位编码方向,呈现周期性条纹描过程中的生理性或不自主运动引起这些运动包括呼吸、心脏•心脏搏动产生的伪影与心率同步搏动、血流、肠蠕动等,它们在信号采集过程中导致空间编码信•呼吸运动伪影在腹部上方最为明显息不一致•蠕动伪影表现为不规则波纹状信号异常由于MRI采集过程需要一定时间,运动会使不同时间点采集的数•运动伪影强度与运动幅度和序列类型有关据之间产生空间位置差异,导致K空间数据不连贯,最终在图像上表现为鬼影、模糊或条带状伪影运动伪影案例展示心脏搏动伪影呼吸运动伪影肠蠕动伪影胸部MRI检查中,心脏的周期性收缩引起上腹部MRI显示的呼吸运动导致的模糊和盆腔MRI检查中由肠道蠕动引起的不规则的条带状伪影这些伪影通常沿相位编码鬼影呼吸运动使腹部器官位置周期性变条纹和波纹状信号这种伪影具有不可预方向延伸,强度随心动周期变化在胸部化,在图像上产生复杂的模糊和重影效测性,可能在任何序列中出现,对小病变和上腹部检查中尤为常见,可能掩盖临近应,严重影响肝脏、胰腺等器官的精细结的检测构成挑战,特别是在评估盆腔肿瘤结构的病变构显示时运动伪影的消除方法呼吸门控和触发技术可降低86%的呼吸相关伪影快速成像序列如SSFP、EPI等减少采集时间预饱和带技术有效率可达95%,特别针对血流伪影抗蠕动药物应用减少65%的肠道运动相关伪影除了上述技术手段外,适当的患者准备也至关重要检查前应详细告知患者保持静止的重要性,使用固定装置如头架、体膜等可以显著减少不自主运动对于儿童或不配合患者,可考虑适当的镇静措施,但需权衡其潜在风险伪影二化学位移伪影化学位移伪影的物理基础化学位移伪影的主要特点化学位移伪影源于脂肪与水质子共振频率的差异(约•在脂肪-水界面处最为明显(如肝脏边缘)
3.5ppm)由于这种频率差异,同一空间位置的脂肪和水信号•通常表现为组织边界一侧的高信号带和另一侧的低信号带在频率编码方向上被错误地映射到相邻位置,形成了组织界面处•伪影宽度与带宽设置成反比,带宽增大则伪影减小的明亮或暗带•在梯度回波序列中比自旋回波序列更明显这种频率差异随磁场强度增加而放大,因此在
3.0T MRI系统•第一类化学位移影响频率编码方向,第二类影响相位编码方中,化学位移伪影比
1.5T系统强度增加了近100%这是高场强向MRI系统面临的主要技术挑战之一化学位移伪影案例展示以上图像展示了不同解剖部位的化学位移伪影肾脏周围脂肪与肾实质界面处可见典型的明暗带;椎体与脊髓交界处的伪影可能模拟脊髓病变;眼球内的化学位移可干扰眼内小病变的检测;肝胆界面的伪影则可能遮盖胆囊壁真实病变这些伪影均与脂肪-水界面的频率差异有关,是临床诊断中需要特别注意的干扰因素化学位移伪影的消除方法脂肪抑制技术增大接收带宽Dixon方法STIR、SPIR等序列可选择扩大接收频率范围可减少化通过特殊采集和后处理技性抑制脂肪信号,从根本上学位移伪影,效率可达60-术,分离水相和脂肪相信消除化学位移伪影这些技80%然而,这会降低信噪号,在保留诊断信息的同时术在软组织病变显示方面尤比,需要在伪影减少和图像消除化学位移伪影,特别适为有效,可提高病灶与周围质量之间找到平衡点用于复杂解剖区域组织的对比度调整相位编码方向通过改变相位和频率编码方向,可以控制化学位移伪影出现的位置,避免关键诊断区域受到干扰伪影三截断伪影截断伪影的数学原理截断伪影的关键特征截断伪影,又称吉布斯伪影(Gibbs artifact),源于K空间高•表现为平行于高对比度界面的多条等间距暗亮线频数据采集的有限性当傅里叶变换重建图像时,高对比度界面•伪影线条间距与体素大小相关处的信号变化无法用有限的傅里叶级数完全表示,导致边缘附近•在低矩阵采集和高对比度界面处最为明显出现振荡的暗亮线•常见于脑脊液-脊髓界面、关节液-软骨界面这种现象在数学上称为吉布斯振铃,类似于将方波用有限傅里•可能模拟脊髓内病变或软骨裂隙叶级数近似时的振荡效应截断伪影的强度与对比度差异和K空间采样数量密切相关截断伪影案例展示上述图像展示了不同部位的截断伪影脊髓内的线状高信号可模拟脱髓鞘或小梗死灶,极易导致误诊;膝关节内的截断伪影可能被误认为软骨裂隙;大血管内的伪影可能干扰血栓或夹层的判断;脑室系统边缘的伪影则可能影响脑膜或室管膜病变的评估这些伪影都具有类似的形态特征与组织界面平行的多条等间距明暗线截断伪影的消除方法增加采样矩阵提高K空间采样密度是消除截断伪影最直接有效的方法建议使用至少256×256的采样矩阵,对于精细结构如脊髓检查,可考虑使用512×512矩阵更高的采样密度意味着更多的高频信息被捕获,从而减少边缘振铃效应应用平滑过滤算法在图像重建过程中应用适当的过滤器可以抑制吉布斯振铃效应常用的有汉明窗(Hamming window)和高斯平滑等技术,这些方法通过软化高频转换来减少边缘振荡,但可能会轻微降低图像分辨率优化扫描策略避免过度放大图像,因为这会使截断伪影更加明显;改变相位编码方向可以改变伪影出现的位置,避开关键诊断区域;在可能的情况下,增加信号平均次数(NEX)也有助于减少伪影影响伪影四金属伪影金属伪影的物理机制金属伪影的主要特征金属伪影是由铁磁性和顺磁性物质在MRI磁场中引起的局部磁场•金属周围的显著信号空洞(信号缺失)畸变导致的金属物质的磁化率与周围组织差异显著,造成局部•周围组织的几何失真和信号强度异常磁场强度和均匀性的改变,进而导致空间编码错误和信号相位异•伪影范围远大于金属本身的实际尺寸常•梯度回波序列中伪影比自旋回波序列更明显金属伪影的严重程度与金属的材质、大小、形状以及与主磁场方•影响范围可局限于金属周围或波及更大区域向的关系密切相关铁磁性物质(如铁、钴、镍)产生的伪影最为严重,而钛等非铁磁性金属则相对较轻金属伪影案例展示上述图像展示了不同类型金属植入物引起的MRI伪影牙科修复体可产生广泛的颅底和颞叶伪影,干扰脑部结构评估;人工关节置换术后,周围软组织评估受到严重限制;血管支架周围的伪影可能掩盖血管壁病变;外科金属夹则在腹部和盆腔检查中产生局部伪影这些伪影的共同特点是金属物周围的信号空洞和周围组织的几何变形金属伪影的消除策略金属伪影消除序列增大接收带宽优化扫描参数专用序列如MAVRIC(多采增加接收带宽可减少金属引使用小FOV和薄层扫描可减集变量共振组合)和SEMAC起的频率映射错误,研究表少体素内磁场不均匀的影响;(切片编码金属伪影校正)明可减少约50%的金属伪影选择短TE的自旋回波序列而能显著减少金属周围伪影,这是一种简单实用的方法,非梯度回波序列也能显著减提高周围软组织的可视性,适用于大多数临床场景轻金属伪影对评估置换关节周围并发症尤为有用替代检查考虑对于大型金属植入物患者,可考虑CT或超声等替代性检查方法,尤其是当MRI伪影严重影响诊断质量时伪影五磁敏感伪影磁敏感伪影的形成机制磁敏感伪影的主要特征磁敏感伪影源于局部磁场不均匀,通常由组织磁化率差异引起•组织界面处的信号缺失和几何变形当不同磁化率的组织界面(如空气-组织、骨骼-软组织)处于磁•常见于空气-组织界面(如鼻窦周围)场中时,会导致局部磁场梯度变化,引起相位错误和信号损失•钙化灶周围的低信号环•出血区域的信号异常这种伪影在磁场强度增高时更为显著,因此
3.0T MRI系统中的•图像质量随回波时间TE增加而恶化磁敏感伪影比
1.5T系统更为明显此外,梯度回波序列(特别是T2*加权)对磁敏感伪影尤为敏感,常用于有意识地检测出血和钙化磁敏感伪影案例展示鼻窦周围伪影颅脑MRI中,鼻窦和乳突气房周围常见明显的信号缺失和几何变形这种伪影可能掩盖颅底区域的重要病变,如脑膜瘤或鼻窦肿瘤的颅内侵犯在评估下垂体和蝶鞍区时尤应注意这一干扰因素颅底区域失真颅底骨质结构与脑组织界面处的磁敏感伪影导致图像变形这在后颅窝和小脑桥脑角区域尤为明显,可能干扰脑干和小脑病变的评估该区域的精确成像对于听神经瘤等病变的早期诊断至关重要出血区域周围失真血液分解产物(如高铁血红蛋白和含铁血黄素)引起的磁敏感伪影这些产物具有顺磁性,导致周围区域的磁场不均匀虽然这种特性有助于出血检测,但也可能夸大出血范围,影响周围组织评估磁敏感伪影的处理方法选择合适的脉冲序列采用自旋回波序列代替梯度回波序列可显著减少磁敏感伪影自旋回波中的180°重聚脉冲能有效补偿静态磁场不均匀引起的相位差异,虽然不能完全消除磁敏感伪影,但可将其影响降至最低缩短回波时间减小TE值可降低相位分散的累积效应,从而减轻磁敏感伪影这对于必须使用梯度回波序列的检查尤为重要,如动态增强或功能成像在高磁敏感区域扫描时,尽量将TE控制在最短可行范围优化成像参数增大接收带宽和使用薄层扫描技术能有效减少体素内的磁场变异此外,适当增加分辨率(减小体素尺寸)也有助于减少磁敏感伪影,但需权衡信噪比的下降应用特殊技术高级磁敏感伪影校正技术,如多层采集和体积平均技术,可进一步减少磁敏感伪影的影响这些技术通过复杂的信号采集和后处理方法,补偿磁场不均匀引起的信号损失伪影六包叠伪影包叠伪影的形成机制包叠伪影的主要特征包叠伪影,又称混叠伪影(Aliasing或Wrap-around),源于•图像边缘出现不应存在的解剖结构MRI成像的基本采样原理当采样视野(FOV)小于被检查部位•对侧解剖结构重复出现在图像中的实际尺寸时,视野外的解剖结构信号会被错误地映射到图像的•主要影响相位编码方向对侧•在小FOV扫描如肩关节、膝关节MRI中常见根据奈奎斯特采样定理,若采样频率低于信号频率的两倍,则会•3D成像中可能同时出现在两个相位编码方向发生混叠在MRI中,这表现为FOV外的结构折叠到FOV内部,产生重叠的解剖结构,从而干扰诊断包叠伪影主要发生在相位编码方向,因为频率编码方向通常使用模拟滤波器预先消除视野外信号包叠伪影案例展示上述图像展示了不同部位的包叠伪影典型表现肩关节MRI中可见胸壁组织重叠到关节区域;腹部局部扫描时侧腹壁结构可折叠到图像中心;骨盆小FOV扫描中对侧髋关节结构可能干扰目标区域;颈椎扫描时头颅下部结构可能叠加到颈部图像上这些伪影的共同特点是在图像边缘出现不应存在的解剖结构,与正常解剖关系明显不符包叠伪影的消除方法相位过采样技术扩大视野饱和带技术应用No PhaseWrap功使用足够大的FOV覆盖整在可能产生包叠的区域应能,通过在相位编码方向个解剖区域是避免包叠伪用空间饱和脉冲,抑制这采集额外的数据行并在重影的最简单方法对于大些区域的信号,防止其折建前丢弃,有效防止信号多数成人,轴位腹部扫描叠到图像中这种方法尤折叠这种方法虽然增加推荐至少35-40cm FOV,其适用于需要高空间分辨了扫描时间,但不影响图以避免侧腹壁组织折叠率而无法扩大FOV的情况像质量和空间分辨率线圈选择与定位选择适当大小的表面线圈并精确定位可减少接收到的视野外信号例如,在肩关节检查中,使用专用肩关节线圈而非体线圈可减少胸壁信号的干扰伪影七交叉对话伪影交叉对话伪影的形成机制交叉对话伪影的主要特征交叉对话伪影(Cross-talk artifact)是由相邻切片或同时采集•表现为规则的条带或几何形状信号异常的多个切面之间射频脉冲串的相互干扰引起的当一个切片的射•通常在多切面成像中更为显著频激发影响到相邻切片的磁化状态时,就会导致信号强度异常•短TR序列(如T1加权快速自旋回波)中尤为常见•当斜轴面与直轴面同时采集时更容易出现这种伪影在切片间隔小于切片厚度20%的情况下尤为明显,同时•影响多序列同时采集的图像质量与对比度也受到重复时间(TR)和激发脉冲特性的影响在多切面、多序列同时采集的快速扫描协议中,交叉对话伪影更为常见,可能导致信号强度的系统性错误和图像质量下降交叉对话伪影案例多序列同时采集T1WI与T2WI同时采集时出现的交叉对话伪影图像显示规则的条带状信号异常,影响组织对比度和细节显示这种情况在临床工作中较为常见,尤其是在追求高效率的检查中,可能导致微小病变漏诊相邻扫描床位干扰全脊柱扫描中相邻床位间隔过小导致的交叉对话伪影在连接区域可见明显的信号异常和对比度变化,这可能影响脊髓和椎间盘病变的评估,特别是在颈胸交界和胸腰交界区域不同扫描平面干扰斜轴面与直轴面同时采集引起的交叉对话伪影图像中可见交叉区域的亮暗相间条纹,严重影响诊断质量这种情况在关节和脊柱MRI中较为常见,特别是当需要采集多个倾斜平面以覆盖复杂解剖结构时交叉对话伪影的处理延长TR时间适当延长重复时间(TR)可减少相邻切片间的相互干扰较长的TR允许组织磁化充分恢复,减少了残余激发效应虽然这会增加总扫描时间,但对于需要高质量图像的关键检查,这种权衡是值得的,特别是在评估微小病变时使用交错采集技术通过交错采集非相邻切片,如先采集奇数切片再采集偶数切片,可有效减少交叉对话伪影这种技术增加了物理距离,减少了脉冲间相互干扰的可能性,同时不会增加总扫描时间,是临床上常用的伪影减少策略优化扫描方案减少同时采集的切片数量和合理安排扫描序列顺序可显著降低交叉对话伪影对于多平面扫描,建议分组进行而非同时采集,尤其是当扫描平面相互交叉时此外,增加切片间隔(至少为切片厚度的25-30%)也能有效减少这种伪影伪影八磁场不均匀伪影磁场不均匀伪影的物理基础磁场不均匀伪影的主要特征磁场不均匀伪影源于主磁场(B0)在空间分布上的不均匀性•图像扭曲和几何变形,特别是在大视野边缘尽管现代MRI系统使用精密的超导磁体,但仍不可避免地存在小•信号强度不均匀,尤其是在体部边缘区域的磁场变异,特别是在大视野扫描和人体-空气界面附近•脂肪抑制效果的区域性失败这种磁场不均匀性导致不同空间位置的质子以不同频率进动,破•常见于颈胸交界、腰骶部等解剖过渡区坏了空间编码的精确性最显著的影响是脂肪抑制效果不均匀,•EPI序列中表现为明显的几何变形和信号丢失因为频率选择性脂肪抑制技术对磁场均匀性极为敏感同时,梯度回波和回波平面成像(EPI)序列也更容易受到磁场不均匀性的影响磁场不均匀伪影案例上述图像展示了不同部位的磁场不均匀伪影颈胸交界处的气管-组织界面导致明显的变形和信号异常;腰骶部大范围扫描时背部皮下脂肪区域出现失真;颅脑大FOV成像时前额区域出现轻微几何变形;腹部图像中可见不均匀的脂肪抑制效果,部分区域脂肪信号被抑制,而其他区域则保留高信号这些伪影与扫描部位的解剖特征和磁场分布特性密切相关磁场不均匀伪影的消除自动或手动匀场使用系统内置的匀场(shim)功能可显著改善磁场均匀性一级匀场可校正大范围线性磁场梯度,而高级匀场则能处理更复杂的磁场变异对于特定解剖区域,如颈部或肝脏,使用局部区域匀场可获得最佳效果优化脂肪抑制方法在磁场不均匀区域,选择STIR短时反转恢复序列而非频率选择性脂肪抑制方法更为可靠STIR基于T1弛豫时间差异而非频率差异,因此对磁场不均匀性不敏感,尽管信噪比略低但提供一致的脂肪抑制效果减小视野和体素尺寸减小FOV可限制扫描范围在磁场较均匀的中心区域,从而减少伪影同时,减少EPI序列的回波时间和回波链长度(EPI因子)也能显著减轻磁场不均匀引起的失真,尤其是在功能性MRI和弥散加权成像中硬件和序列优化使用适当的线圈和定位,避免线圈重叠或靠近金属物体对于特别敏感的检查,考虑使用抗磁场不均匀性更强的序列,如快速自旋回波代替梯度回波,或采用特殊的失真校正算法进行后处理伪影九溢出伪影RFRF溢出伪影的形成机制RF溢出伪影的主要特征射频(RF)溢出伪影源于射频线圈系统的不完美耦合或故障•条带状、网格状或不规则几何形状的信号异常现代MRI系统使用复杂的多通道线圈阵列接收信号,各线圈元件•可能影响局部区域或整个图像间以及线圈与患者之间的电磁耦合必须严格控制•多通道线圈使用时更为常见当线圈元件间隔离不足、连接故障或线圈与患者之间有异常接触•随着序列参数(尤其是翻转角)变化而变化时,会导致RF能量的非预期耦合和传输,产生信号异常这种•线圈元件故障时可出现明显的信号明暗带伪影可能局限于特定区域,也可能影响整个图像,严重干扰诊断•通常在重复扫描同一序列时保持一致质量表现形式多样,从轻微的条带状信号变化到严重的几何失真和区域性信号丢失都有可能溢出伪影案例RF多通道头颈联合线圈伪影使用头颈联合线圈扫描时出现的RF溢出伪影图像中可见规则的亮带和暗带交替出现,影响颈部结构的清晰显示这种伪影通常与线圈元件间的不良耦合有关,可能影响颈部肿瘤和血管病变的评估多线圈组合伪影体部线圈与表面线圈同时使用时产生的RF干扰伪影图像中可见不规则的网格状信号变化,降低了腹部和盆腔器官的显示质量这种情况在需要大范围覆盖同时又要保持高分辨率的检查中较为常见线圈连接故障伪影由于线圈连接不良引起的局部信号异常图像中特定区域出现明显的信号缺失或异常增强,与周围组织形成鲜明对比这种伪影通常容易识别,因为它与解剖结构无关,且在不同序列中表现一致溢出伪影的解决方案RF检查线圈连接优化线圈选择确保所有线圈连接牢固且正确是消选择适合检查部位的专用线圈,避除RF溢出伪影的第一步检查线圈免不必要的线圈组合减少激活的接口是否有灰尘、液体或物理损线圈元件数量可降低RF干扰风险伤;确认连接器完全插入并锁定;例如,在头部检查中,如不需要颈测试线圈元件是否正常工作及时部信息,可仅使用头部线圈而非头发现并更换有故障的线圈可避免伪颈联合线圈使用专用线圈通常比影影响诊断质量通用线圈提供更好的图像质量和更少的伪影调整患者位置和线圈布置确保患者和线圈适当分离,避免直接接触导致的RF耦合使用适当的垫片保持线圈与皮肤之间的最佳距离;注意线圈导线不应交叉或形成环路;避免患者衣物或其他物品干扰线圈正常工作正确的布置可显著减少RF溢出伪影伪影十流动伪影流动伪影的物理机制流动伪影的主要特征流动伪影源于血液、脑脊液等流体在MRI采集过程中的位置变•血管内信号缺失(快速流动)或异常增强(慢速流动)化由于MRI信号采集需要一定时间,流体在不同梯度脉冲间可•沿相位编码方向的鬼影或条带状伪影能移动到不同位置,导致相位编码错误和信号异常•大血管周围的信号模糊流动伪影的严重程度与流体速度、流型(层流或湍流)、血管方•脊髓周围的脑脊液搏动伪影向、序列类型和参数密切相关快速流动可导致信号缺失(流空•心脏和大血管搏动引起的周期性伪影现象),而较慢流动则可能产生流动增强或入流效应此外,•流动方向变化处(如分叉、狭窄)信号复杂变化搏动性流动(如主动脉或颈动脉)会产生与心动周期相关的周期性伪影,影响相位编码方向的整个图像流动伪影案例上述图像展示了不同类型的流动伪影主动脉弓区域可见典型的流空现象,血管腔内信号缺失;椎管内可见脑脊液搏动引起的伪影,影响脊髓病变评估;腹部MRI中门静脉内信号不均匀,反映血流动力学特征;颅脑检查中可见血管搏动引起的鬼影,沿相位编码方向延伸这些伪影虽然有时可提供血流动力学信息,但也可能掩盖真实病变或产生假象流动伪影的消除方法预饱和技术梯度矩补偿心电门控通过在感兴趣区域外应用预饱又称流动补偿或梯度矩零化,通过同步采集与心电周期,减和脉冲,抑制流入血液的信号,通过特殊设计的梯度波形,消少搏动性血流引起的伪影这有效减少90%以上的流动伪影除因运动引起的相位差异这种技术在胸部和心脏MRI中必这种技术在需要高质量血管成种技术对于减少血流和脑脊液不可少,能显著提高图像质量,像的检查中尤为有用,如脑部、搏动伪影特别有效,在脑部和并提供有关心动周期不同阶段颈部和腹部MRI,可显著提高脊髓成像中广泛应用的功能信息图像质量优化相位编码方向选择适当的相位编码方向可改变流动伪影出现的位置,避开关键诊断区域例如,在脊髓成像中,将相位编码方向设置为左右而非前后可减少脑脊液搏动对脊髓信号的干扰特殊伪影压缩感知伪影压缩感知伪影的基本原理压缩感知伪影的主要特征与控制压缩感知(Compressed Sensing)是近年来发展的一种加速•图像呈现出非自然的平滑或模糊效果MRI采集的技术,通过在K空间进行稀疏采样,再利用非线性重•细小结构边缘可能出现波纹状变形建算法恢复完整图像虽然这种技术可显著减少扫描时间(通常•低对比度细节可能丢失或变形能达到2-5倍加速),但也引入了特定类型的伪影•高加速因子下更明显(4倍加速)压缩感知伪影主要源于数据欠采样和重建算法的限制当采样率•通过降低加速因子、优化采样模式和调整重建参数可减轻过低或图像不满足稀疏性条件时,重建过程可能无法准确恢复所•对于高分辨率要求的检查应谨慎使用高加速因子有细节,导致图像中出现模糊、斑点状噪声或细节丢失这种伪影与传统MRI伪影有显著不同,呈现出典型的油画质感或小波状伪影特殊伪影平行成像伪影平行成像技术基础平行成像(如SENSE、GRAPPA等)利用多通道线圈的空间信息减少相位编码步数,从而加速图像采集然而,这类技术也会引入特定伪影,主要包括噪声放大和残留混叠伪影平行成像的加速因子、线圈元件数量和几何排列都会影响伪影的严重程度噪声放大平行成像最主要的伪影是噪声放大,表现为信噪比SNR下降加速因子越高,噪声放大越严重研究显示,高加速因子R3可导致SNR下降40-60%,尤其在线圈敏感性较低的区域这种噪声不均匀分布,形成特征性的空间变化模式残留伪影当线圈灵敏度图不准确或校准扫描质量不佳时,可能出现残留混叠伪影,表现为原始解剖结构的重复性鬼影这些伪影通常在R/2位置(如加速因子为2时,在FOV的1/2处)出现周期性重复结构,可能误导诊断伪影控制策略降低加速因子、使用更多线圈元件、优化校准扫描和使用自动校准技术可显著减少平行成像伪影对于不同检查部位,应根据临床需求和设备特性选择最佳加速因子,一般建议腹部不超过2-3倍,神经系统不超过3-4倍伪影识别的系统方法MRI分析伪影形态特点考虑扫描参数关联观察伪影的空间分布、形态和信号特征分析伪影与序列类型、成像参数的关系结合设备特性检查多序列表现考虑特定MRI系统和硬件的已知问题对比不同序列中伪影的存在与变化系统识别MRI伪影需要综合分析和临床经验首先观察伪影的空间特征,如是否集中在特定区域或沿特定方向分布;其次,分析与扫描参数的关系,如伪影是否随TR/TE变化;然后,对比不同序列中伪影的表现,判断是硬件问题还是序列特定伪影;最后,结合设备特性,某些伪影可能是特定厂商或型号设备的已知问题临床实践中的伪影管理流程伪影识别与分类准确识别伪影类型,与真实病变区分•分析伪影形态学特征•对比不同序列中的表现•考虑解剖位置与伪影关联原因分析确定伪影产生的具体机制和来源•设备相关因素评估•患者因素考量•扫描参数检查解决策略选择根据伪影类型选择合适的消除方法•序列和参数调整•特殊技术应用•患者准备优化结果评估评估伪影消除效果,必要时进一步优化•图像质量评估•诊断信息完整性检查•持续改进策略关键扫描参数与伪影关系TR/TE对伪影的影响重复时间TR和回波时间TE是MRI序列的基本参数,直接影响多种伪影较短的TR可增加交叉对话伪影风险,而延长TR则有助于减少此类伪影较长的TE会增强磁敏感伪影和化学位移伪影,在高场强系统尤其明显对于金属植入物患者,选择短TE的快速自旋回波序列可显著减少伪影带宽选择的考量接收带宽是影响多种伪影的关键参数增大带宽可减少化学位移伪影和金属伪影,但会降低信噪比每增加一倍带宽,化学位移伪影减半,但信噪比下降约30%对于重要解剖结构周围的伪影,通常值得牺牲一些信噪比来获得更准确的空间定位高场强系统
3.0T尤其需要更高带宽来控制伪影矩阵大小与伪影关系采集矩阵大小直接影响截断伪影,较小矩阵导致更显著的吉布斯振铃提高矩阵大小可减少截断伪影,但会增加扫描时间和降低信噪比在评估微小结构如脊髓或视神经时,建议使用最小256×256矩阵,而对于需要高精度的成像,如内耳或垂体,应考虑512×512矩阵FOV与伪影控制视野FOV选择影响包叠伪影和磁场均匀性相关伪影过小的FOV会导致包叠伪影,而过大的FOV则可能包含磁场不均匀区域,增加边缘失真合理的FOV应刚好覆盖感兴趣区域,必要时配合相位过采样3D成像时需特别注意切片方向的FOV设置,避免意外包叠不同解剖区域常见伪影特点头颅MRI伪影颅脑MRI最常见的伪影包括眼球运动、颅底磁敏感伪影和金属牙科修复体引起的干扰处理策略包括使用眼球固定技术、特殊序列减少磁敏感伪影,以及优化序列参数减轻金属伪影影响对于功能成像和扩散加权成像,磁场均匀性和EPI畸变校正尤为重要脊柱MRI伪影脊柱MRI常见伪影包括CSF搏动伪影、呼吸运动干扰和截断伪影控制策略包括使用CSF流动补偿技术、改变相位编码方向以及增加矩阵大小减少截断伪影颈胸交界和胸腰交界处的磁场不均匀需特别关注,必要时可使用局部匀场和分段扫描技术腹部MRI伪影腹部MRI面临呼吸运动、肠蠕动、血流和化学位移等多种伪影挑战管理策略包括呼吸门控、抗蠕动药物预处理、预饱和技术和适当的脂肪抑制方法选择腹部大FOV扫描还需注意磁场不均匀和线圈覆盖不均引起的信号不均匀问题临床案例一神经系统伪影上述神经系统MRI案例展示了常见伪影的诊断陷阱脑桥区的线状高信号可能是截断伪影,易被误认为脱髓鞘或小血管病变;颞叶的不规则信号异常源于牙科金属修复体的远距离影响;眼眶区模糊和条纹状伪影是由眼球运动引起的;颅底区域的广泛信号丢失则是空气-组织界面导致的磁敏感伪影识别这些伪影对于避免误诊至关重要,应结合临床表现、多序列成像和特征性形态学特点进行综合分析临床案例二腹部伪影呼吸运动伪影肠蠕动伪影肝脏右叶出现的模糊和鬼影,易与真实病变盆腔成像中的波纹状伪影干扰小病变检测混淆解决方案采用呼吸触发、导航回波处理策略检查前使用抗蠕动药物,选择快或快速序列减少运动影响速序列减少采集时间脂肪抑制不均匀金属夹伪影腹部边缘区域脂肪抑制失效,形成诊断陷腹壁手术金属夹导致的局部信号丢失和扭阱解决方案使用STIR而非频率选择性曲管理方法调整扫描参数,使用金属伪抑脂,优化匀场技术影减少序列临床案例三肌肉骨骼系统伪影关节置换后MRI策略人工关节置换是肌肉骨骼系统MRI的重大挑战,金属伪影可能完全掩盖周围软组织成功案例显示,通过使用MAVRIC或SEMAC等特殊金属伪影消除序列,配合高带宽和短TE,可获得周围组织的有用信息,对于评估置换关节周围感染或假体松动尤为重要运动伪影与软骨损伤鉴别膝关节MRI中,患者轻微运动可产生线状或模糊伪影,易与软骨表面裂隙混淆通过多序列比对可发现,运动伪影在所有序列中均存在且方向一致,而真实软骨损伤仅在特定序列中清晰显示且与解剖结构吻合良好的患者固定和舒适定位是避免此类伪影的关键金属伪影临床应用使用优化的金属伪影消除技术可显著提高植入物周围组织的可视性案例显示,在髋关节置换术后评估疑似周围感染时,常规序列几乎无法提供有用信息,而使用MAVRIC序列成功显示了植入物周围的滑囊积液和软组织水肿,为临床诊断和治疗提供了关键信息伪影的未来发展趋势MRI人工智能在伪影识别中的应用深度学习和机器学习算法正在彻底改变MRI伪影的处理方式AI系统能够自动识别和分类各种伪影,甚至可以在图像获取的同时实时检测伪影基于深度卷积神经网络的算法在区分伪影与真实病变方面表现出接近专家水平的准确性,为非专业人员提供了重要辅助新型伪影消除序列新一代伪影消除序列正在开发中,如多参数匹配重建技术、单次获取多反转恢复成像和改进的运动校正方法这些技术旨在从源头上减少伪影生成,而不仅仅是后处理补救特别是针对常规方法难以解决的金属伪影和运动伪影,新序列提供了突破性进展高场强MRI伪影管理随着7T及更高场强MRI系统的临床应用,伪影管理面临新挑战高场强下磁敏感性和化学位移效应显著增强,需要开发专门的伪影控制策略新的射频脉冲设计、先进的匀场技术和个性化扫描协议成为高场强MRI不可或缺的组成部分质量控制与伪影预防日常设备维护流程规范的MRI设备维护是伪影预防的基础,包括定期磁场均匀性检查、梯度系统校准、射频线圈性能测试和冷头效率监测研究表明,按照制造商建议的维护计划可减少58%的设备相关伪影扫描前评估与预防措施患者入室前的全面筛查和准备工作是避免多种伪影的关键环节这包括详细的金属植入物评估、患者体位优化和适当的呼吸训练指导实施结构化预扫描流程可减少近40%的患者相关伪影伪影识别培训系统定期对放射科医师和技师进行伪影识别和处理培训至关重要建立系统化的培训课程,包含常见伪影图谱、案例分析和解决方案实践,可显著提高工作人员应对伪影的能力伪影数据库建立与应用构建本地伪影数据库,记录设备特有的伪影模式、发生频率和处理经验这种知识库可作为持续学习和质量改进的工具,帮助团队更快识别常见问题并应用最佳解决方案常见问题与解答如何区分伪影与真实病变?区分伪影与病变需考虑多个因素伪影通常出现在预期位置(如相位编码方向的鬼影);多序列对比可发现伪影在不同序列中保持一致特征;伪影常不符合解剖学分布规律;改变扫描参数后,伪影位置或特征会随之变化遇到难以区分的情况,建议使用不同参数重复扫描关键序列不同厂家设备伪影特点有何差异?各厂家MRI系统由于硬件设计和软件实现的差异,展现出独特的伪影特征例如,某些厂家的系统在EPI序列中表现出不同的畸变模式;不同系统的梯度线性和均匀性表现各异;后处理算法差异也导致伪影表现不同了解特定设备的特性有助于更有针对性地调整扫描参数如何在保证速度的同时减少伪影?平衡速度与图像质量是临床实践的常见挑战建议采用并行成像技术时使用适度的加速因子(一般≤3);优先考虑自旋回波类序列而非过度加速的梯度回波;根据临床需求合理选择分辨率和视野;对关键检查区域使用靶向优化策略,如局部匀场和饱和带新型重建算法如压缩感知也可在适当条件下提供良好平衡金属植入物患者MRI检查的优化策略?金属植入物患者的MRI检查需特别优化首先确认植入物的MRI安全性;选择专门的金属伪影减少序列(MAVRIC/SEMAC);使用高接收带宽和短TE;优先选择自旋回波而非梯度回波序列;减小体素尺寸;适当调整平面选择方向以减少畸变对于大型金属植入物,考虑使用CT作为替代或补充检查方法总结与讨论10+主要伪影类型从运动伪影到复杂的压缩感知伪影,系统掌握各类伪影特征40+伪影消除技术针对不同伪影的专业解决方案与优化策略15%受伪影影响的检查全球MRI检查中受伪影显著影响的比例,强调伪影管理的重要性80%可改善检查通过正确识别和处理伪影,可显著提高诊断质量的检查比例理解和管理MRI伪影是提高影像诊断质量的关键环节通过系统学习伪影的物理原理、识别特征和消除策略,放射科医师和技师可以显著减少伪影对诊断的干扰随着MRI技术的不断发展,新型伪影消除技术和人工智能辅助诊断将进一步提升影像质量建议利用在线资源、专业研讨会和设备厂商提供的培训持续更新知识,不断提高伪影管理能力。
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