低磁场MRI伪影的处理及图像优化方法

刘凤霞 侯居魁

了解各种伪影特征，选择合理的扫描参数和序例，有效地抑制与消除伪影，提高和改善图像质量。MR图像质量在应用中有信噪比、对比度、空间分辨率和伪影等评价指标，这些技术指标决定着图像上各种组织的表现，同时它们之间也存在着相互影响和相互制约［1］，本文旨在探讨低场MR仪上的图像伪影表现、产生因素，在成像时根据需要在这些技术指标之间进行权衡、折衷和优化，使图像质量能更加提高。

1 资料与方法

1.1 一般资料 统计2005年10月至2010年10月期间，使用德国西门子0.35T永磁核磁共振机行MR成像总就诊40000例患者中各种原因造成的伪影，按部位各收集：头部800例、颈部软组织500例、上腹部300例、全脊柱500例、膝关节500例、肩关节200例、踝关节80例、腕关节60例，共2940(伪影)人次，占总就诊人数的7.35%，年龄在3～85岁之间。

1.2 方法 首先根据病情需要选择线圈、序例及方位进行扫描，分析产生伪影的原因，并将带有伪影的图像按部位、参数和序例等因素进行分类，应用分析原因采取相应的方法重新扫描，并将前后图像进行对比。

2 结果

表1 3140例病例按部位各种因素造成的伪影机率统计(例，%)

在诸多伪影病例中，除设备因素、患者本身因素(血管搏动、呼吸、吞咽运动等)还有几种可以避免的伪影，①干燥引起的伪影［2］。②损坏的灯丝;化纤类及远红外线衣服等。分析伪影的种类归宿，采取相应补偿技术，进行图像质量的对比，找出低场机的伪影特点，将择优的技术应用于常规。

3 讨论

通过上述表1不难看出图像产生伪影因素，这些伪影的产生使图像不能真实反映组织的解剖结构和信息，表现为虚假的信号强度变化和解剖错位［3］，和病变组织极为相似，容易造成误诊。

3.1 设备相关因素 稳定而均匀的静磁场是获得高质量MR图像的必要条件之一，如机器设备安装、调试，以及扫描参数的选择，相互匹配不当及与设备有关，但由操作者掌握的各种参数，如TR、TE、矩阵、视野等出现偏差也可出现伪影。

3.1.1 金属伪影 在受检区域和周围出现任何铁磁性或非铁磁性的金属异物，都会导致局部磁场不均匀，图像扭曲、变形或失真。因此，在磁共振检查前，应除去患者身上携带的任何金属物品;对患者身上有金属置入物(心脏起搏器、支架、义齿、钢钉、金属避孕环)的患者应慎重进行MR检查，以免发生事故。

3.1.2 磁化率伪影 低场机磁化率较低，主要原因磁场较稳定均匀。低场腹部易产生磁化率，如肝脏、盆腔边缘扫描时肠腔的气体与周围组织的交界处，都可出现局部信号丢失，组织变形。扫描时可改变相位编码方向或尽量避免使用易磁化的脉冲序列如：梯度回波类序列。

3.2 运动与流动伪影

3.2.1 运动伪影 导致解剖结构及其边缘的图像模糊、重叠，并可掩盖细小的病变组织的伪影。避免伪影的方法：腹部采用快速成像序列屏气扫描，对呼吸不均匀又不能屏气的患者完成扫描同样会出现比较明显的伪影。对于躁动、不能配合的患者必要时使用镇静剂，部分扫描可通过运动补偿来减少非周期性生理运动带来的影响。

3.2.2 流动伪影 MRI信号具有幅度和相位，质子在相位编码方向的准确位置由静止条件下的相位编码来确定，搏动的血液和脑脊液在不同的扫描层面会出现不同的流速。与其相关的信号在影像重建中被相位编码方向上的错误信号所代替，在扫描过程中产生一定范围的相位漂移，产生的伪影常常表现为沿相位编码方向分布的类似串珠样一串串模糊伪影，这取决于原组织结构的相位与背景相位的关系。解决的方法：首先改变相位编码的方向，腹部使用呼吸门控，使呼吸运动伪影得到改善。

3.3 射频与梯度相关伪影

3.3.1 卷折伪影 取决于相位编码和读出方向上的采集矩阵和视野。读出方向的视野外组织受到激发时可产生该伪影(图1)。这些组织频率超出了此条件下Nygnise频率的限制，它们被绘制到低频部分［4］。克服这种伪影技术称为过采样，它是保持采样时间和Gdr强度不变条件下，增加采样点的数目。因此加大扫描中的有效相位编码方向视野，才能消除相位编码方向的卷折伪影，但相位编码过采样技术在提高信噪比的同时加大了总的扫描时间。

3.3.2 层面交叉 当两个相邻层面距离较近时，这两个射频脉冲经过傅立叶变换的波形侧峰就可能重叠，产生层面交叉，后果是每个交叉的层面在接受该层面激励饱和，每个层面的有效TR缩短，T1权重增加，信噪比降低，因而出现同一序列的MR图像一层亮一层暗相间隔的现象［4］。在低场机解决的办法：改变扫描射频的激发角度或频率，首先按不同角度和频率扫出膜片，选择理想的膜片拷贝后再扫描，会得到理想的图像(图2)。

图1 卷褶伪影才赢过采样技术后消失

图2 前幅为层面交叉伪影，后幅为改变激发角度后的图像

3.4 图像与处理及其他

3.4.1 扫描出质量不理想的图像，有时会用后处理的办法进行理想化。如排版时会调节图像的灰阶度，突出疾病的重点，图像质量好坏，涉及到诊断准确率的高低，因此照片的亮度、对比度、照相机及洗片机的调整、都是不可忽视的环节。

3.4.2 在诸多文献及著作中均报道共性的伪影，而在低场及使用中除共性的伪影外，还存在外界因素所造成的伪影。譬如：①燥热引起的伪影［3］。②损坏的灯丝;化纤类及远红外线衣服、患者上的中药膏等。分析：①由干燥引起的伪影有：a.屏蔽室内空气湿度不够，静磁场的温度升高，燥热的空气和噪音会使患者感到精神不适，心情烦躁、引起躁动，产生伪影。b.射频对人体的生物效应主要在于其致热效应，它与其频率有关，频率越高，产生热量越大，而人体组织吸收射频的能量可导致组织温度升高，体温升高的程度与射频脉冲的持续时间、能量沉积速率、环境的温度、湿度及患者的体温调节系统的状态有关，因此这些原因不仅可造成一些散热功能不佳的器官造成损伤，同样会因热效应引起患者躁动产生伪影。②损坏的灯丝，屏蔽室照明灯具的使用非常重要，常用照明灯泡的灯丝会经常损坏，晃动的灯丝能使图像出现网格，图像质量下降，影响诊断。③化纤类及远红外线衣服，可使图像信噪比下降，有些红外线的衣服会使图像变形。④患者身上的中药膏，会出现类似磁化样的伪影(如图3)。

图3 前幅为患者腰部有一中药膏，后幅为取下图像，伪影消失

实践改变相位编码方向的方法简便，实用;增加采集次数的方法能使图像质量明显提高，但患者接受的射频吸收率明显增加，扫描时间明显延长;加预置饱和带的方法最简单方便，但是扫描时间增加，效果也最差。工作中根据情况合理应用，扫描时在扫描部加预置饱和带，伪影较轻时改变相位编码，较重时三种方法并用，收到了良好的效果，提高了疾病的诊断准确率。

［1］张秀梅，刘新纯.MRI影像质量评价指标及其优化.中国医疗设备，2008，23(1)：46-49.

［2］薄夫军，张永寿，陈永华，等.MRI常见伪影产生机理及对策.中国技术装备，2009，6，(1)：59-60.

［3］靳二虎，蒋涛，张辉，等.磁共振成像临床应用入门.人民卫生出版社，2009：429-451.

［4］杨正汉，冯逢，王宵英，等.磁共振成像技术.人民军医出版社，2010：451-459.