МРТ артефакт является визуальным артефактом (аномалия видна при визуальном представлении) в магнитно - резонансной томографии (МРТ). Это особенность, появляющаяся на изображении, которой 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 можно разделить на относящиеся к пациенту, зависящие от обработки сигналов и связанные с оборудованием (машиной). [1]
[ править ]
Артефакты движения [ править ]
Артефакт движения - один из наиболее распространенных артефактов при МРТ. [2] Движение может вызывать либо фантомные изображения, либо диффузный шум изображения в направлении фазового кодирования. Причина, по которой выборка данных 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 частотного кодирования 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 проведения анализа Фурье.. Основные физиологические движения имеют продолжительность от миллисекунды до секунд и, следовательно, слишком медленны, чтобы повлиять на частотно-кодированную выборку, но они имеют выраженный эффект в направлении фазового кодирования. Периодические движения, такие как сердечное движение и пульсация кровеносных сосудов или спинномозговой жидкости, вызывают фантомные изображения, в то время как непериодические движения вызывают диффузный шум изображения (рис. 1). Интенсивность фантомного изображения 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, выбор более короткого размера матрицы в качестве направления фазового кодирования,методы упорядочения просмотра или переупорядочения фазы и перестановки направлений фазового и частотного кодирования для перемещения артефакта из области интереса.[1]
Flow [ править ]
Поток может проявляться либо как измененный внутрисосудистый сигнал (усиление потока или потеря сигнала, связанная с потоком), либо как артефакты, связанные с потоком (фантомные изображения или пространственная несовпадение). Усиление потока, также известное как эффект притока, вызвано тем, что полностью намагниченные протоны входят в отображаемый срез, в то время как неподвижные протоны не полностью восстановили свою намагниченность. [1]
Полностью намагниченные протоны дают высокий сигнал по сравнению с остальным окружением. Высокоскоростной поток приводит к тому, что протоны, попадающие в изображение, удаляются из него к моменту подачи 180-градусного импульса. Эффект заключается 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 вокселя в фазовом направлении, предшествующего частотному кодированию во времени TE / 2. Интенсивность артефакта зависит от интенсивности сигнала от сосуда и менее очевидна при увеличении TE. [1]
Металлические артефакты [ править ]
Металлические артефакты возникают на границах раздела тканей с различной магнитной восприимчивостью, что заставляет локальные магнитные поля искажать внешнее магнитное поле. Это искажение изменяет частоту прецессии в ткани, что приводит к пространственному несоответствию информации. Степень искажения зависит от типа металла (нержавеющая сталь имеет более сильный искажающий эффект, чем титановый сплав), типа интерфейса (наиболее заметный эффект на границах раздела мягкая ткань-металл), последовательности импульсов и параметров изображения. Металлические артефакты вызваны внешними ферромагнетиками, такими как кобальт, содержащим косметику, внутренними ферромагнетиками, такими как хирургические зажимы, аппаратные средства для позвоночника и другие ортопедические устройства, а в некоторых случаях металлические предметы, проглоченные людьми с пикой . [3]Проявление этих артефактов варьируется, включая полную потерю сигнала, периферийный высокий сигнал и искажение изображения (рис. 3 и 4). [1]
Уменьшение этих артефактов может быть предпринято путем ориентации длинной оси имплантата или устройства параллельно длинной оси внешнего магнитного поля, что возможно с помощью визуализации подвижных конечностей и открытого магнита. Дополнительные используемые методы включают выбор подходящего направления частотного кодирования, поскольку металлические артефакты наиболее выражены в этом направлении, использование меньших размеров вокселей, быстрых последовательностей изображений, увеличенной полосы пропускания считывания и избежания построения изображений с градиентным эхом 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 [ править ]
Эти артефакты проявляются в способах выборки, обработки и отображения данных в матрице изображения. [1]
Артефакт химического сдвига [ править ]
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 высокой напряженностью поля особенно восприимчивы к этому артефакту. [1]
Определение артефакта можно выполнить, поменяв местами градиенты фазового и частотного кодирования и исследуя результирующий сдвиг (если таковой имеется) тканей.
Частичный объем [ править ]
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]
Обтекание [ править ]
Артефакт зацикливания, также известный как артефакт наложения спектров , является результатом несоответствия анатомии, которая находится за пределами поля зрения, но в объеме среза. [4] Выбранное поле зрения меньше размера отображаемого 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]
Частота выборки должна быть в два раза больше максимальной частоты, которая встречается в объекте ( предел выборки Найквиста ). В противном случае преобразование Фурье присвоит очень низкие значения частотным сигналам, превышающим предел Найквиста. Эти частоты затем «переходят» на противоположную сторону изображения, маскируясь под низкочастотные сигналы. В направлении частотного кодирования к полученному сигналу может применяться фильтр, чтобы исключить частоты, превышающие частоту Найквиста . В направлении фазового кодирования артефакты могут быть уменьшены за счет увеличения числа шагов фазового кодирования (увеличение времени изображения). Для исправления можно выбрать большее поле зрения. [1]
Артефакты Гиббса [ править ]
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 резкому переходу колебаний, известному как артефакт звонка. Он выглядит как множественные, равномерно расположенные параллельные полосы чередующихся ярких и темных сигналов, которые медленно исчезают с расстоянием (рис. 8). Звонящие артефакты более заметны при использовании цифровой матрицы меньшего размера. [1]
Методы, используемые для исправления артефакта Гиббса, включают фильтрацию данных k-пространства перед преобразованием Фурье, увеличение размера матрицы для заданного поля зрения, реконструкцию Гегенбауэра и байесовский подход. [1]
[ править ]
Это широкая и все еще развивающаяся тема. Распознаются только несколько распространенных артефактов.[1]
Радиочастотная (RF) квадратура [ править ]
Неисправность схемы RF-обнаружения возникает из-за неправильной работы канала 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) [ править ]
Неоднородность B0 приводит к несовпадению тканей. Неоднородное внешнее магнитное поле вызывает пространственные искажения, искажения по напряженности или и то, и другое. Искажение интенсивности возникает, когда поле в каком-либо месте больше или меньше, чем в остальной части отображаемого объекта (рис. 9). Пространственные искажения возникают из-за дальних градиентов поля, которые остаются постоянными в неоднородном поле. [1]
Артефакты градиентного поля (неоднородность B1) [ править ]
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 увеличения расстояния от центра применяемого градиента на периферии происходит потеря напряженности поля. Возникает анатомическая компрессия, которая особенно выражена на коронарных и сагиттальных изображениях. [1]
Когда градиент фазового кодирования отличается, ширина или высота вокселя различны, что приводит к искажению. Анатомические пропорции сжаты по той или иной оси. Должны быть получены квадратные пиксели (и воксели). [1]
В идеале фазовый градиент должен соответствовать 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, снизив напряженность поля градиента или уменьшив полосу частот радиосигнала. Если коррекция не достигается, причиной может быть либо повреждение градиентной катушки, либо аномальный ток, протекающий через градиентную катушку. [1]
RF неоднородность [ править ]
Изменение интенсивности на изображении может быть связано с неисправностью РЧ-катушки , неоднородным полем B1, неоднородной чувствительностью только принимающей катушки (промежутки между проводами в катушке, неравномерное распределение проводов) или наличием нестабильного поля. -ферромагнитный материал в изображаемом объекте. [1]
Асимметричная яркость [ править ]
По оси частотного кодирования наблюдается равномерное уменьшение интенсивности сигнала. Падение сигнала происходит из-за того, что фильтры слишком плотно прилегают к полосе сигнала. Таким образом, часть сигнала, генерируемого отображаемым участком, неправильно отклоняется. Подобный артефакт может быть вызван неоднородностью толщины среза. [1]
RF шум [ править ]
РЧ-импульсы и частоты прецессии инструментов МРТ 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 паразитные радиопомехи. [1]
Нулевая линия и звездные артефакты [ править ]
Яркий линейный сигнал в виде пунктирного узора, интенсивность которого уменьшается на экране и может иметь вид линии или звездочки, 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 системного шума, такие как неисправная электроника или шум линии переменного тока, неплотные соединения с поверхностными катушками или любой источник радиочастотного загрязнения. Если встречается звездообразный узор, производителю необходимо перенастроить системное программное обеспечение так, чтобы изображение сместилось за нулевую точку. [1]
Артефакты на молнии [ править ]
Застежки-молнии, хотя и реже, представляют собой полосы через центр изображения из-за несовершенной клетки Фарадея, с радиочастотным загрязнением внутри клетки, но исходящим извне. [7] Эхо, вызванное спадом остаточной свободной индукции, также вызывает застежки-молнии. [1]
Неоднородность угла наконечника RF [ править ]
Это неоднородные участки с повышенной или пониженной интенсивностью сигнала. Этот артефакт возникает из-за вариаций РЧ-энергии, необходимой для наклона протонов на 90 или 180 градусов в пределах выбранного объема среза. [1]
Артефакт точки отскока [ править ]
Отсутствие сигнала от тканей с определенным значением T1 является следствием масштабно-чувствительной реконструкции при инверсионно-восстановительной визуализации. Когда выбранный T1 равен 69% от значения T1 конкретной ткани, возникает артефакт точки отскока. [1]
Используйте фазочувствительные методы восстановления с инверсией восстановления.
Артефакты поверхностной катушки [ править ]
Вблизи поверхностной катушки сигналы очень сильные, что приводит к очень интенсивному сигналу изображения (рис. 10). [1]
Дальше от катушки мощность сигнала быстро падает из-за затухания с потерей яркости изображения и значительным затенением для однородности. Чувствительность поверхностной катушки усугубляет проблемы, связанные с ослаблением радиочастот и рассогласованием радиочастот.
Взаимодействие между слоями [ править ]
Неоднородная радиочастотная энергия, принимаемая соседними срезами во время получения нескольких срезов, происходит из-за перекрестного возбуждения соседних срезов с потерей контраста в восстановленных изображениях (рис. 11). Чтобы преодолеть эти интерфакционные артефакты, необходимо включить получение двух независимых наборов многосрезовых изображений с промежутками, а затем переупорядочить их во время отображения полного набора изображений. [1]
Ссылки [ править ]
- ^ Б с д е е г ч я J к л м п о р Q R сек т у V ш х у г аа аЬ ас объявлением ае аф аг ах аи а ^ ак ал ам ао ап водн ар Erasmus, LJ; Hurter, D .; Naude, M .; Kritzinger, HG; Ачо, С. (2004). «Краткий обзор артефактов МРТ» . Южноафриканский радиологический журнал .8 (2). DOI : 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. DOI : 10.1002 / jmri.24850 . PMC 4517972 . PMID 25630632 .
- ^ «Врачи вытаскивают из человеческого желудка 38 металлических предметов, включая ключи, монеты, SIM-карту, лезвие точилки для карандашей и магнит, к которому они прилипли | NEWS.am Medicine - Все о здоровье и медицине» . med.news.am . Проверено 16 марта 2019 .
- ^ Юнг, Дж. "Псевдонимы в МРТ | Справочная статья по радиологии | Radiopaedia.org" . Радиопедия . Проверено 26 мая 2019 .
- ^ Башир, Усмань. "Гиббс и артефакты усечения | Справочная статья по радиологии | Radiopaedia.org" . Радиопедия . Проверено 26 мая 2019 .
- ^ Феррейра, П. Ф.; Gatehouse, PD; Мохиаддин, Р.Х .; Фирмин, Д.Н. (2013). «Сердечно-сосудистые артефакты магнитного резонанса» . Журнал сердечно-сосудистого магнитного резонанса . 15 : 20. DOI : 10,1186 / 1532-429X-15-41 . PMC 3674921 . PMID 23697969 .
- ^ Башир, Усмань. "Артефакт застежки-молнии | Справочная статья по радиологии | Radiopaedia.org" . Радиопедия . Проверено 26 мая 2019 .
