MR artefakter

MR-artefakter (fra latin  artefaktum  - kunstigt fremstillet) er kunstige fejl i MR -processen , der væsentligt forringer billedkvaliteten. MR-artefakter har en negativ indvirkning på en eksperts evne til at vurdere billedet tilstrækkeligt (reducere informationsindhold), og kan også skabe en illusion af patologi i billedet (forvrængning af informationsindhold) [1] [2] .

Klassificering af artefakter

MR- artefakter falder i fire hovedkategorier: [3]

  1. Magnetiske feltforstyrrelser
  2. RF og gradient artefakter
  3. Artefakter af bevægelse og flow
  4. Artefakter af behandling og billeddannelse

Artefakter relateret til magnetfeltforstyrrelser

Disse er artefakter af MR tomogrammer, der er forårsaget af påvirkning af omgivende ferromagnetiske objekter på magnetfeltet på tomografen, de kan være biler, der står i nærheden, elevatorer og lignende objekter. For at beskytte mod denne type artefakter anvendes shimming og afskærmning af det rum, hvor tomografen er placeret. Denne type artefakt er ret sjælden på grund af gode moderne sikkerhedssystemer til forskning.

Artefakter af lokal heterogenitet [2]

Lokal inhomogenitet af magnetfeltet er forårsaget af nærliggende ferromagnetiske elementer. Som et resultat af deres tilstedeværelse og virkningen af ​​deres egenskaber, kan signalet fuldstændigt forsvinde i et bestemt lokalt område af magnetfeltet, og signalintensiteten kan blive forvrænget ved kanterne af et sådant område. Det anbefales, at den person, der gennemgår en tomografiundersøgelse , først fjerner alle eksterne metalgenstande fra sig selv (smykker, ure, metalspænder osv.). Samtidig er nogle legeringer acceptable til brug i tomografer, som f.eks. moderne implantater gør [4] .

Artefakter af modtagelighed

Opstår på grund af stoffets høje magnetiseringsniveau . Denne egenskab er defineret som magnetisk følsomhed . Normalt er værdierne af denne indikator for væv små, men hvis der opstår en blødning, stiger koncentrationen af ​​hæmoglobin lokalt , og tilstedeværelsen af ​​en ferromagnet forværrer feltets kvalitet. En lignende effekt kan forekomme ved grænsen af ​​væv og luft (lunger, bihuler, nasopharynx). Som et resultat heraf kan signalet i det lokale felt blive forbedret eller forringet. Susceptibilitetseffekten elimineres lettere med spin ekkosekvenser end med gradient ekkosekvenser [5] .

RF og gradient artefakter

Klip profilartefakter

Forårsaget af krydsexcitering - interferensen af ​​radiofrekvensimpulser, der er beregnet til en skive, med exciteringen af ​​en tilstødende skive. Ændringer i billedkontrasten forekommer. Som beskyttelse mod denne type artefakter anvendes en stigning i mellemsnitintervaller eller inkonsekvent excitation af anatomisk tilstødende skiver.

Artefakter i multiple spin-ekkosekvenser

Opstår, når refokuseringsimpulserne ikke svarer nøjagtigt til 180 grader gennem hele laget, og overgangszonen (fra 0° til 180°) ved lagets kanter har hele området af afbøjningsvinkler. I dette tilfælde vil genfokuseringsimpulserne også generere andre signaler, som, hvis de ikke slukkes, kan forringe de billeder, der opnås senere på det andet ekko. [6] I tilfælde af at gentagelsesperioden ikke indebærer muligheden for en fuldstændig gendannelse af signalet, vil profilen oprindeligt indstillet af RF-impulsen blive forvrænget [7] .

Linjeartefakter

Udtrykt ved udseendet af linjer med høj intensitet i midten af ​​billedet, orienteret i retning af fasekodningen. Forårsaget af RF-interferens fra senderen til modtageren. Pickuppen vises i midten af ​​hver projektion, da pickuppen er på resonansfrekvensen . Små variationer i mængden af ​​pickup i hver projektion forårsager en artefakt fordelt over synsfeltet i retning af fasekodningen. Artefakten kan elimineres ved at lave to gennemsnit sammen med vekslende fase af excitationsimpulsen. Linjeartefakter i retning af fasekodningen, væk fra midten af ​​billedet, er normalt resultatet af interferens med en udtalt frekvens. Det er normalt forårsaget af falsk radiofrekvens fra for eksempel kommercielle radio- og tv-stationer. RF-skærmen, der leveres med kommercielle systemer, er normalt tilstrækkelig, men dørkontakterne bør kontrolleres og rengøres med jævne mellemrum [5] .

Bevægelsesartefakter

Artefakter af åndedrætsbevægelser og hjerteslag

Findes oftest i undersøgelsen af ​​bughulen [3] . MR -billede sløres ved bevægelse, "spøgelser" kan forekomme. Grænserne for de anatomiske strukturer bliver uklare, da billederne beregnes i gennemsnit under bevægelse. Mindre læsioner kan være tilsløret. "Spøgelser" kaldes artefakter, hvor der er delvise kopier af hovedbilledet, som kan optræde forskellige steder. Årsagen til "spøgelses"-artefakterne er pulserende væskestrømme [8] .

Flow

Kildepulserende strømme af blod og cerebrospinalvæske . Strømningshastigheden vil være anderledes på tomogrammets linjer. Flowartefakter observeres som søjler, der passerer gennem positionerne af arterielle kar . Venøs blodgennemstrømning skaber også artefakter, men de er meget svagere, fordi den venøse pulsering er svagere [3] .

Signalbehandling og billeddannelsesartefakter

Kemiske skift artefakter

Frekvensafhængig artefakt forårsaget af forskelle i resonansfrekvenser i forskellige miljøer [5] . Frekvenserne af protoner i fede og vandige medier afviger med 3,5 ppm. Mest iøjnefaldende i stærke felter, hvilket fører til et skift på flere pixels i læseretningen.

Trunkeringsartefakt

Synlig på billedet som parallelle striber tæt på vævsgrænser med varierende signalintensitet såsom fedt og muskler eller cerebrospinalvæske og rygmarv . Disse linjer er ofte svære at genkende som artefakter, da de giver en illusion af lighed med virkelige strukturer. Trunkeringsartefakter er særligt stærke ved brug af små billedmatricer og kan let dæmpes ved at forstørre matrixen. Et træk er imidlertid, at trunkeringsartefakter oftest stødes på i fasekodningsretningen, og forøgelse af matricen i denne retning øger også scanningstiden, hvilket er uønsket. Kombinationen af ​​en passende scanningsorientering og forstørrelse af datamatricen i retning af frekvenskodning vil normalt reducere artefakten til et acceptabelt niveau [3] .

Billedoverlejringer

Overlejring er den omvendte foldning til et billede af information placeret uden for det valgte synsfelt. Det kan foregå i både fase- og frekvenskodningsretninger. Løsningen er overvalg. I tilfælde af fasekodning, orienteringen af ​​kodningsretningen, således at de anatomiske strukturer ikke går ud over rammegrænserne. Hvis det ikke er muligt, skal du bruge en overfladespole.

Sort kant artefakt

Inversion-gendannelsessekvenser og gradientekkoer skaber skarpe sorte konturer af anatomiske figurer. Vand- og fedtsignalerne kan enten være i fase eller ude af fase. Hvis dette sker tilfældigt i de voxels , hvor der er partielle volumetriske effekter mellem vandrige organer og fedtrige organer , så ophæver de tilsvarende signaler hinanden, og artefaktiske konturer af organet forbliver synlige [8] .

Kvadraturartefakt

Forkert indstilling af signalforskydningen (referencesignalet for en kanal skal forskydes nøjagtigt 90 grader i forhold til referencesignalet for den anden kanal), udseendet af et falsk billede, der er roteret omkring X- og Y-akserne i forhold til hovedbilledet [5] . Elimineret ved gradvis justering af kvadraturkanalens fase og modtagerens forstærkning.

De vigtigste typer af MR-artefakter og hvordan man fjerner dem [5] [1]

Artefakt Beskrivelse Grundene eliminering
overlejring Billede pakket rundt om fasekodning - frekvenskodning - skivevalgsplan For snævre grænser for Fourier-rummet spor højere frekvenser - filtrer båndbredde til data - begræns excitabel lydstyrke
trunkering "Ring" kanterne af skiverne sprøjte-lignende strimmel Fourierrumsgrænseovertrædelse - flyt filterkanten - omform dataene
Stjerner/slanger Striber løber gennem midten af ​​billedet RF-penetration resterende FID eller stimuleret ekko fase cyklussen Flyt fasecyklussen til grænsen med den ændrede fase eliminer det stimulerede ekko ved hjælp af en gradient
Fejl i data Stribet billede Slørede billedlinjer i faseretningen Et dårligt punkt Lille ADC-bitdybde - diskret RF-støj Smid den væk, og udskift den med en interpoleret værdi Udskift modtageren Beskyt rummet
Magnetiske feltforstyrrelser Rumlig forvrængning af tomogrammet eller tab af signal Inhomogenitet I ferromagnetiske implantater, eksterne jerngenstande osv. Kemisk skift Shim magneten Fjern forstyrrende objekter Brug spin-ekko Forøg læsegradienten
Ikke-ideelle gradienter Rumlig forvrængning Asymmetrisk ringning ved kanterne Bånding i multi-ekko-tilstand Gradienter er ikke-lineære Gradientforstærker mætter Interferens mellem spinekko og stimuleret ekko Behov for at forbedre hardwaren Forøg forstærkerens dynamiske område Brug oprydningsgradienter
"spøgelser" Roteret 180° fra oprindelsen Inverteret i retning af fasekodningen Offset "spøgelser" Kvadraturdetektorubalance Stimuleret ekko i multi-ekko signaler Sampling fejl i DAC bevægelse Balance Udfasning af alle højere ordens ekkoer Hold heltalværdier af fasegradienter Mange delløsninger
vandløb Forskudte "spøgelser" i billedet Anomale intensiteter Fasefejl på grund af bevægelse Gevinst eller tab af spins Gradientkorrektionsmetoder (arealbalance, timing)
konturer mørke kanter mellem billedstrukturer Nulpunkt ved genvinding fra inversion Kemisk skift Bevægelsesforskydning Skift TI eller byg størrelse billede Anvend spin ekko eller CSI chemshift tomografi Skift gradient plot

Noter

  1. ↑ 1 2 R. M. Henkelman, M. J. Bronskill. Artefakter i magnetisk resonansbilleddannelse // Rev Magn Reson Med. - 1987. - Nr. 2 . - S. 126-256 .
  2. ↑ 1 2 Katarzyna Krupa, Monika Bekiesińska-Figatowska. Artefakter i magnetisk resonansbilleddannelse  // Polski Przegla̜d Radiologii i Medycyny Nuklearnej. - 2015. - Februar ( bind 80 , nr. 1 ). - S. 93-106 . — ISSN 10.12659/PJR.892628 . Arkiveret fra originalen den 20. december 2021.
  3. ↑ 1 2 3 4 Rinkk, Peter A. Magnetisk resonans i medicin. Hovedlærebogen for European Forum on Magnetic Resonance / red. V. E. Sinitsyna. - M. : GEOTAR-MED, 2003. - S. 176. - 247 s. Arkiveret 20. december 2021 på Wayback Machine
  4. Yong-Ha Kim, Manki Choi, Jae-Won Kim. Er titaniumimplantater faktisk sikre til magnetisk resonansbilleddannelsesundersøgelser?  // Arch Plast Surg. - 2019. - Januar ( bind 46 , nr. 1 ). - S. 96-97 . — ISSN 10.5999/aps.2018.01466 . Arkiveret fra originalen den 12. februar 2021.
  5. ↑ 1 2 3 4 5 Rinkk, Peter A. Magnetisk resonans i medicin. hovedlærebog fra European Forum on Magnetic Resonance / red. V. E. Sinitsyna. - GEOTAR-MED, 2003. - S. 179. - 247 s. — ISBN 5923103206 .
  6. R. Graumann, A. Oppelt, E. Stetter. Multiple Spin Echo Imaging med en 2-D Fourier-metode (engelsk) // Magn Reson Med. - 1986. - Nr. 3 . - S. 707-721 .
  7. IRYoung, S.Khenia et al. Klinisk magnetisk resonansfølsomhedskortlægning af hjernen. // J Comput Assist Tomogr. - 1987. - Nr. 11 . - S. 2-6 .
  8. ↑ 1 2 Marusina M.Ya., Kaznacheeva A.O. [ https://archive.org/details/isbn_5757702834 Moderne typer tomografi. Tutorial]. - Sankt Petersborg. : St. Petersburg State University ITMO, 2006. - S.  71 . — 132 s. — ISBN 5-7577-0283-4 .