劉鳳霞 侯居魁
了解各種偽影特征,選擇合理的掃描參數(shù)和序例,有效地抑制與消除偽影,提高和改善圖像質量。MR圖像質量在應用中有信噪比、對比度、空間分辨率和偽影等評價指標,這些技術指標決定著圖像上各種組織的表現(xiàn),同時它們之間也存在著相互影響和相互制約[1],本文旨在探討低場MR儀上的圖像偽影表現(xiàn)、產生因素,在成像時根據(jù)需要在這些技術指標之間進行權衡、折衷和優(yōu)化,使圖像質量能更加提高。
1.1 一般資料 統(tǒng)計2005年10月至2010年10月期間,使用德國西門子0.35T永磁核磁共振機行MR成像總就診40000例患者中各種原因造成的偽影,按部位各收集:頭部800例、頸部軟組織500例、上腹部300例、全脊柱500例、膝關節(jié)500例、肩關節(jié)200例、踝關節(jié)80例、腕關節(jié)60例,共2940(偽影)人次,占總就診人數(shù)的7.35%,年齡在3~85歲之間。
1.2 方法 首先根據(jù)病情需要選擇線圈、序例及方位進行掃描,分析產生偽影的原因,并將帶有偽影的圖像按部位、參數(shù)和序例等因素進行分類,應用分析原因采取相應的方法重新掃描,并將前后圖像進行對比。
表1 3140例病例按部位各種因素造成的偽影機率統(tǒng)計(例,%)
在諸多偽影病例中,除設備因素、患者本身因素(血管搏動、呼吸、吞咽運動等)還有幾種可以避免的偽影,①干燥引起的偽影[2]。②損壞的燈絲;化纖類及遠紅外線衣服等。分析偽影的種類歸宿,采取相應補償技術,進行圖像質量的對比,找出低場機的偽影特點,將擇優(yōu)的技術應用于常規(guī)。
通過上述表1不難看出圖像產生偽影因素,這些偽影的產生使圖像不能真實反映組織的解剖結構和信息,表現(xiàn)為虛假的信號強度變化和解剖錯位[3],和病變組織極為相似,容易造成誤診。
3.1 設備相關因素 穩(wěn)定而均勻的靜磁場是獲得高質量MR圖像的必要條件之一,如機器設備安裝、調試,以及掃描參數(shù)的選擇,相互匹配不當及與設備有關,但由操作者掌握的各種參數(shù),如TR、TE、矩陣、視野等出現(xiàn)偏差也可出現(xiàn)偽影。
3.1.1 金屬偽影 在受檢區(qū)域和周圍出現(xiàn)任何鐵磁性或非鐵磁性的金屬異物,都會導致局部磁場不均勻,圖像扭曲、變形或失真。因此,在磁共振檢查前,應除去患者身上攜帶的任何金屬物品;對患者身上有金屬置入物(心臟起搏器、支架、義齒、鋼釘、金屬避孕環(huán))的患者應慎重進行MR檢查,以免發(fā)生事故。
3.1.2 磁化率偽影 低場機磁化率較低,主要原因磁場較穩(wěn)定均勻。低場腹部易產生磁化率,如肝臟、盆腔邊緣掃描時腸腔的氣體與周圍組織的交界處,都可出現(xiàn)局部信號丟失,組織變形。掃描時可改變相位編碼方向或盡量避免使用易磁化的脈沖序列如:梯度回波類序列。
3.2 運動與流動偽影
3.2.1 運動偽影 導致解剖結構及其邊緣的圖像模糊、重疊,并可掩蓋細小的病變組織的偽影。避免偽影的方法:腹部采用快速成像序列屏氣掃描,對呼吸不均勻又不能屏氣的患者完成掃描同樣會出現(xiàn)比較明顯的偽影。對于躁動、不能配合的患者必要時使用鎮(zhèn)靜劑,部分掃描可通過運動補償來減少非周期性生理運動帶來的影響。
3.2.2 流動偽影 MRI信號具有幅度和相位,質子在相位編碼方向的準確位置由靜止條件下的相位編碼來確定,搏動的血液和腦脊液在不同的掃描層面會出現(xiàn)不同的流速。與其相關的信號在影像重建中被相位編碼方向上的錯誤信號所代替,在掃描過程中產生一定范圍的相位漂移,產生的偽影常常表現(xiàn)為沿相位編碼方向分布的類似串珠樣一串串模糊偽影,這取決于原組織結構的相位與背景相位的關系。解決的方法:首先改變相位編碼的方向,腹部使用呼吸門控,使呼吸運動偽影得到改善。
3.3 射頻與梯度相關偽影
3.3.1 卷折偽影 取決于相位編碼和讀出方向上的采集矩陣和視野。讀出方向的視野外組織受到激發(fā)時可產生該偽影(圖1)。這些組織頻率超出了此條件下Nygnise頻率的限制,它們被繪制到低頻部分[4]??朔@種偽影技術稱為過采樣,它是保持采樣時間和Gdr強度不變條件下,增加采樣點的數(shù)目。因此加大掃描中的有效相位編碼方向視野,才能消除相位編碼方向的卷折偽影,但相位編碼過采樣技術在提高信噪比的同時加大了總的掃描時間。
3.3.2 層面交叉 當兩個相鄰層面距離較近時,這兩個射頻脈沖經(jīng)過傅立葉變換的波形側峰就可能重疊,產生層面交叉,后果是每個交叉的層面在接受該層面激勵飽和,每個層面的有效TR縮短,T1權重增加,信噪比降低,因而出現(xiàn)同一序列的MR圖像一層亮一層暗相間隔的現(xiàn)象[4]。在低場機解決的辦法:改變掃描射頻的激發(fā)角度或頻率,首先按不同角度和頻率掃出膜片,選擇理想的膜片拷貝后再掃描,會得到理想的圖像(圖2)。
圖1 卷褶偽影才贏過采樣技術后消失
圖2 前幅為層面交叉?zhèn)斡?,后幅為改變激發(fā)角度后的圖像
3.4 圖像與處理及其他
3.4.1 掃描出質量不理想的圖像,有時會用后處理的辦法進行理想化。如排版時會調節(jié)圖像的灰階度,突出疾病的重點,圖像質量好壞,涉及到診斷準確率的高低,因此照片的亮度、對比度、照相機及洗片機的調整、都是不可忽視的環(huán)節(jié)。
3.4.2 在諸多文獻及著作中均報道共性的偽影,而在低場及使用中除共性的偽影外,還存在外界因素所造成的偽影。譬如:①燥熱引起的偽影[3]。②損壞的燈絲;化纖類及遠紅外線衣服、患者上的中藥膏等。分析:①由干燥引起的偽影有:a.屏蔽室內空氣濕度不夠,靜磁場的溫度升高,燥熱的空氣和噪音會使患者感到精神不適,心情煩躁、引起躁動,產生偽影。b.射頻對人體的生物效應主要在于其致熱效應,它與其頻率有關,頻率越高,產生熱量越大,而人體組織吸收射頻的能量可導致組織溫度升高,體溫升高的程度與射頻脈沖的持續(xù)時間、能量沉積速率、環(huán)境的溫度、濕度及患者的體溫調節(jié)系統(tǒng)的狀態(tài)有關,因此這些原因不僅可造成一些散熱功能不佳的器官造成損傷,同樣會因熱效應引起患者躁動產生偽影。②損壞的燈絲,屏蔽室照明燈具的使用非常重要,常用照明燈泡的燈絲會經(jīng)常損壞,晃動的燈絲能使圖像出現(xiàn)網(wǎng)格,圖像質量下降,影響診斷。③化纖類及遠紅外線衣服,可使圖像信噪比下降,有些紅外線的衣服會使圖像變形。④患者身上的中藥膏,會出現(xiàn)類似磁化樣的偽影(如圖3)。
圖3 前幅為患者腰部有一中藥膏,后幅為取下圖像,偽影消失
實踐改變相位編碼方向的方法簡便,實用;增加采集次數(shù)的方法能使圖像質量明顯提高,但患者接受的射頻吸收率明顯增加,掃描時間明顯延長;加預置飽和帶的方法最簡單方便,但是掃描時間增加,效果也最差。工作中根據(jù)情況合理應用,掃描時在掃描部加預置飽和帶,偽影較輕時改變相位編碼,較重時三種方法并用,收到了良好的效果,提高了疾病的診斷準確率。
[1]張秀梅,劉新純.MRI影像質量評價指標及其優(yōu)化.中國醫(yī)療設備,2008,23(1):46-49.
[2]薄夫軍,張永壽,陳永華,等.MRI常見偽影產生機理及對策.中國技術裝備,2009,6,(1):59-60.
[3]靳二虎,蔣濤,張輝,等.磁共振成像臨床應用入門.人民衛(wèi)生出版社,2009:429-451.
[4]楊正漢,馮逢,王宵英,等.磁共振成像技術.人民軍醫(yī)出版社,2010:451-459.