Артефакт МРТ - MRI artifact
An Артефакт МРТ это визуальный артефакт (аномалия, наблюдаемая при визуальном представлении) в магнитно-резонансная томография (МРТ). Это элемент изображения, которого нет в исходном объекте.[1] Во время МРТ может возникнуть множество различных артефактов, некоторые из которых влияют на качество диагностики, а другие можно принять за патологию. Артефакты могут быть классифицированы как связанные с пациентом, связанные с обработкой сигналов и связанные с оборудованием (машиной).[1]
Артефакты движения
Артефакт движения - один из наиболее распространенных артефактов при МРТ.[2] Движение может вызвать либо фантомные изображения, либо рассеянный воображаемый шум в направлении фазового кодирования. Причина, по которой в основном влияет на выборку данных в направлении фазового кодирования, заключается в значительной разнице во времени сбора данных в направлениях частотного и фазового кодирования.[1]
Выборка с частотным кодированием во всех строках матрицы (128, 256 или 512) происходит в течение одного эхо-сигнала (миллисекунды). Фазово-кодированная выборка занимает несколько секунд или даже минут из-за сбора всех строк k-пространства для включенияАнализ Фурье. Основные физиологические движения имеют продолжительность от миллисекунды до секунды и, следовательно, слишком медленные, чтобы повлиять на частотно-кодированную выборку, но они имеют выраженный эффект в направлении фазового кодирования. Периодические движения, такие как движение сердца и кровеносных сосудов или пульсация CSF, вызывают фантомные изображения, а непериодические движения вызывают диффузное изображение. шум (рис. 1). Интенсивность Ghostimage увеличивается с увеличением амплитуды движения и интенсивности сигнала от движущейся ткани. Для уменьшения артефактов движения можно использовать несколько методов, включая иммобилизацию пациента, сердечную и дыхательную синхронизацию, подавление сигнала ткани, вызывающей артефакт, и выбор более короткого размера матрицы в качестве направления фазового кодирования. , способы упорядочивания просмотра или переупорядочения фазы и перестановки направлений фазового и частотного кодирования для удаления артефакта из области интереса.[1]
Поток
Поток может проявляться либо как измененный внутрисосудистый сигнал (усилитель потока или потеря сигнала, связанный с потоком), либо как артефакты, связанные с потоком (фантомные изображения или пространственная несовпадение). Улучшение потока, также известное как эффект притока, вызывается полностью намагниченными протонами, входящими в отображаемый слой, в то время как неподвижные протоны почти не восстановили свою намагниченность.[1]
Полностью намагниченные протоны дают высокий сигнал по сравнению с остальной частью окружающей среды. Высокоскоростной поток заставляет протонизирующее изображение удаляться из него к моменту подачи 180-градусного импульса. Эффект состоит в том, что эти протоны не вносят вклад в эхо и регистрируются как потеря сигнала или потеря сигнала, связанная с потоком (рис. 2).[1]
Пространственная несовпадение проявляется как смещение внутрисосудистого сигнала из-за позиционного кодирования авокселя в фазовом направлении, предшествующем кодированию частоты, на время TE / 2. Интенсивность артефакта зависит от интенсивности сигнала от сосуда и менее очевидна при увеличении TE.[1]
Металлические артефакты
Металлические артефакты возникают на границах раздела тканей с различной магнитной восприимчивостью, что приводит к искажению внешнего магнитного поля локальными магнитными полями. Это искажение изменяет частоту прецессии в ткани, что приводит к пространственному несоответствию информации. Степень искажения зависит от типа металла (нержавеющая сталь имеет больший искажающий эффект, чем титановый сплав), типа интерфейса (наиболее сильное влияние на границах раздела мягкие ткани и металла), последовательности импульсов и параметров изображения. Металлические артефакты вызваны внешними ферромагнетиками, такими как кобальтсодержащий косметика, внутренние ферромагнетики, такие как хирургические зажимы, аппаратные средства для позвоночника и другие ортопедические устройства, а также в некоторых случаях металлические предметы, проглоченные людьми с пика.[3] Проявление этих артефактов варьируется, включая общую потерю сигнала, высокий периферийный сигнал и искажение изображения (рис. 3 и 4).[1]
Уменьшение этих артефактов может быть достигнуто путем ориентации длинной оси имплантата или устройства параллельно длинной оси внешнего магнитного поля, что возможно с помощью визуализации подвижных конечностей и открытого магнита. Другие используемые методы - это выбор соответствующего направления частотного кодирования, поскольку металлические артефакты наиболее выражены в этом направлении. , использование меньших размеров вокселей, быстрых последовательностей изображений, увеличенной полосы пропускания считывания и исключения градиентного эхо-отображения при наличии металла. Метод, называемый MARS (последовательность уменьшения металлических артефактов), применяет дополнительный градиент вдоль градиента выбора среза во время применения градиента частотного кодирования.
Артефакты, зависящие от обработки сигнала
Эти артефакты проявляются в том, как данные дискретизируются, обрабатываются и отображаются в матрице изображения.[1]
Артефакт химического сдвига
Артефакт химического сдвига возникает на границе раздела жир / вода в направлениях фазового кодирования или выбора сечения (рис. 5). Эти артефакты возникают из-за разницы в резонансе протонов в результате их микромагнитного окружения. Протоны жира резонируют с немного меньшей частотой, чем протоны воды. Магниты с сильным полем особенно восприимчивы к этому артефакту.[1]
Определение артефакта может быть выполнено путем переключения градиентов фазового и частотного кодирования и исследования результирующего сдвига (если таковой имеется) тканей.
Частичный объем
Артефакты частичного объема возникают из-за размера вокселя, по которому усредняется сигнал. Объекты, размер которых меньше размера вокселя, теряют свою идентичность, что приводит к потере деталей и пространственного разрешения. Уменьшение этих артефактов достигается за счет использования меньшего размера пикселя и / или меньшей толщины среза.[1]
Обертывание
Артефакт обертывания, также известный как артефакт сглаживания, является результатом несоответствия анатомии, лежащей вне поля зрения, но в пределах объема среза.[4]Выбранное поле зрения меньше размера изображаемого объекта. Анатомия обычно смещена на противоположную сторону изображения (рис. 6 и 7). Это может быть вызвано нелинейными градиентами или недостаточной дискретизацией частот, содержащихся в обратном сигнале.[1]
В частота выборки должна быть в два раза больше максимальной частоты, которая встречается в объекте (Предел выборки Найквиста ). Если нет, то преобразование Фурье присвоит очень низкие значения частотным сигналам, превышающим предел Найквиста. Эти частоты затем будут "переходить" на противоположную сторону изображения, маскируясь под низкочастотные сигналы. В направлении частотного кодирования к полученному сигналу может применяться фильтр, чтобы исключить частоты выше Частота Найквиста В направлении фазового кодирования артефакты могут быть уменьшены за счет увеличения числа шагов фазового кодирования (увеличенное время изображения). Для исправления можно выбрать большее поле зрения.[1]
Артефакты Гиббса
Артефакты Гиббса или артефакты звонка Гиббса, также известные как артефакты усечения, вызваны недостаточной дискретизацией высоких пространственных частот на резких границах изображения.[5][6]
Отсутствие соответствующих высокочастотных компонентов приводит к колебаниям на резком переходе, известном как артефакт звона. Он выглядит как множество равномерно расположенных параллельных полос чередующихся ярких и темных сигналов, которые медленно исчезают с удалением (рис. 8). Звонящие артефакты более заметны на цифровых матрицах меньшего размера.[1]
Методы, используемые для исправления артефакта Гиббса, включают фильтрацию k-пространство данные до преобразования Фурье, увеличение размера матрицы для заданного поля зрения, реконструкция Гегенбауэра и байесовский подход.[1]
Это обширная и все еще развивающаяся тема, можно распознать лишь несколько распространенных артефактов.[1]
Радиочастотная (RF) квадратура
Неисправность схемы RF-обнаружения возникает из-за неправильной работы детектора. Данные с преобразованием Фурье отображают яркое пятно в центре изображения. Если один канал детектора имеет более высокое усиление, чем другой, это приведет к двоению объектов на изображении. Это результат аппаратного сбоя и должен быть устранен представителем сервисной службы.[1]
Неоднородность внешнего магнитного поля (B0)
Неоднородность B0 приводит к несовпадению тканей. Неоднородное внешнее магнитное поле вызывает либо пространственные искажения, либо искажения по интенсивности, либо оба искажения. Искажение интенсивности возникает, когда поле в определенном месте больше или меньше, чем в остальной части отображаемого объекта (рис. 9). Пространственные искажения возникают из-за дальнодействующих градиентов поля, которые остаются постоянными в неоднородном поле.[1]
Артефакты градиентного поля (неоднородность B1)
Градиенты магнитного поля используются для пространственного кодирования местоположения сигналов возбужденных протонов в изображаемом объеме. Градиент выбора среза определяет объем (срез). Градиенты фазового и частотного кодирования предоставляют информацию в двух других измерениях. Любое отклонение градиента будет представлено как искажение.[1]
По мере того как расстояние увеличивается от центра применяемого градиента, на периферии происходит потеря полевой прочности. Происходит анатомическое сжатие, которое особенно заметно на коронарных и сагиттальных изображениях.[1]
Когда градиент фазового кодирования различается, ширина или высота вокселя различаются, что приводит к искажению. Анатомические пропорции сжимаются вдоль одной оси или другой оси. Должны быть получены квадратные пиксели (и воксели).[1]
В идеале фазовый градиент должен быть назначен меньшему размеру объекта, а частотный градиент - большему размеру. На практике это не всегда возможно из-за необходимости смещения артефактов движения.[1]
Это можно исправить, уменьшив поле зрения, уменьшив силу градиентного поля или уменьшив полосу частот радиосигнала. Если коррекция не достигнута, причиной может быть повреждение градиентной катушки или аномальный ток, проходящий через градиентную катушку.[1]
ВЧ неоднородность
Вариация интенсивности на изображении может быть связана с неисправностьюРЧ катушка, неоднородное поле B1, неоднородная чувствительность только принимающей катушки (промежутки между проводами в катушке, неравномерное распределение проводов) или наличие неферромагнитного материала в изображаемом объекте.[1]
Асимметричная яркость
Имеется равномерное уменьшение интенсивности сигнала по оси частотного кодирования. Падение сигнала происходит из-за фильтров, которые слишком плотно прилегают к полосе сигнала. Таким образом, часть сигнала, генерируемого отображаемым участком, неверно отклоняется. Подобный признак может быть вызван неоднородностью толщины среза.[1]
RF шум
РЧ-импульсы и частоты прецессии МРТ-инструментов занимают ту же полосу частот, что и обычные источники, такие как телевидение, радио, флуоресцентные лампы и компьютеры. Блуждающие радиочастотные сигналы могут вызывать различные артефакты. Узкополосный шум проецируется перпендикулярно направлению частотного кодирования. Широкополосный шум искажает изображение на гораздо большей площади. Соответствующее планирование площадки, правильная установка и защита от радиочастот (клетка Фарадея) устраняют радиочастотные помехи в лучах.[1]
Нулевая линия и звездные артефакты
Яркий линейный сигнал в виде пунктирного рисунка, интенсивность которого уменьшается на экране и может проявляться в виде линейного или звездообразного рисунка, в зависимости от положения пациента в «фазово-частотном пространстве».[1]
Артефакты в виде нулевых линий и звезд являются следствием системного шума или любой причины радиочастотного загрязнения в помещении (клетка Фарадея). Если эта картина сохраняется, проверьте источники системных шумов, такие как плохая электроника или шум линии переменного тока, неплотное соединение с поверхностными катушками или любой источник радиочастотного загрязнения. Если встречается звездообразный узор, производителю необходимо отрегулировать программное обеспечение системы так, чтобы изображение сместилось за нулевую точку.[1]
Артефакты на молнии
Хотя они менее распространены, молнии проходят через центр изображения из-за несовершенной клетки Фарадея с радиочастотным загрязнением внутри клетки, но исходящим извне.[7]Остаточное свободное индукционное эхо, стимулированное затуханием, также вызывает застежки-молнии.[1]
Неоднородность угла наконечника RF
Это неоднородные области с повышенной или пониженной интенсивностью сигнала. Этот артефакт возникает из-за изменений РЧ энергии, необходимой для того, чтобы протоны кончиками на 90 или 180 градусов находились в выбранном объеме среза.[1]
Артефакт точки отскока
Отсутствие сигнала от тканей с определенным значением T1 является следствием чувствительной к величине реконструкции при визуализации восстановления инверсии. Когда выбранный T1 равен 69% от значения T1 конкретной ткани, возникает артефакт точки отскока.[1]
Используйте фазочувствительные методы восстановления-инверсии.
Артефакты поверхностной катушки
Вблизи поверхностной катушки сигналы очень сильные, что приводит к очень интенсивному сигналу изображения (рис. 10).[1]
При удалении от катушки мощность сигнала быстро падает из-за ослабления с потерей яркости изображения и значительного затенения до однородности. Чувствительность поверхностной катушки усугубляет проблемы, связанные с затуханием РЧ и рассогласованием РЧ сигнала.
Межслойное вмешательство
Неоднородная радиочастотная энергия, принимаемая соседними срезами во время многосрезового сбора данных, возникает из-за перекрестного возбуждения соседних срезов с потерей контраста в реконструированных изображениях (рис. 11). Чтобы преодолеть эти интерференционные артефакты, необходимо получить два независимых набора многосрезовых изображений с промежутками. включены и впоследствии переупорядочены во время отображения полного набора изображений.[1]
Рекомендации
- ^ а б c d е ж грамм час я j k л м п о п q р s т ты v ш Икс y z аа ab ac объявление ае аф аг ах ай эй ак аль являюсь ан ао ap водный ар Erasmus, L.J .; Hurter, D .; Naude, M .; Kritzinger, H.G .; Ачо, С. (2004). «Краткий обзор артефактов МРТ». Южноафриканский журнал радиологии. 8 (2). Дои:10.4102 / sajr.v8i2.127. ISSN 2078-6778. (CC-BY 4.0)
- ^ Зайцев, М; Макларен, Дж; Хербст, М. (октябрь 2015 г.). «Артефакты движения в МРТ: сложная проблема со многими частичными решениями». Журнал магнитно-резонансной томографии. 42 (4): 887–901. Дои:10.1002 / jmri.24850. ЧВК 4517972. PMID 25630632.
- ^ «Врачи вытаскивают 38 металлических предметов, включая ключи, монеты, SIM-карту, лезвие точилки для карандашей и магнит, к которому они прилипли, из живота человека | NEWS.am Medicine - Все о здоровье и медицине». med.news.am. Получено 2019-03-16.
- ^ Юнг, Дж. "Псевдонимы в МРТ | Справочная статья по радиологии | Radiopaedia.org". Радиопедия. Получено 26 мая 2019.
- ^ Башир, Усмань. "Гиббс и артефакты усечения | Справочная статья по радиологии | Radiopaedia.org". Радиопедия. Получено 26 мая 2019.
- ^ Ferreira, P. F .; Gatehouse, P.D .; Mohiaddin, R.H .; Фирмин, Д. Н. (2013). «Сердечно-сосудистые артефакты магнитного резонанса». Журнал сердечно-сосудистого магнитного резонанса. 15: 20. Дои:10.1186 / 1532-429X-15-41. ЧВК 3674921. PMID 23697969.
- ^ Башир, Усмань. "Артефакт застежки-молнии | Справочная статья по радиологии | Radiopaedia.org". Радиопедия. Получено 26 мая 2019.