MRI常见伪影从应用角度看伪影课件

MRI常见伪影常见伪影 -从应用角度看伪影2/GE /2023/9/19关于伪影关于伪影MRI图像中每个点的信息，都由频率和相位编码决定。当接收信息的频率和相位编码受到外界干扰时，将导致图像伪影的出现。绝大多数的情况下，伪影将影响医生对图像的判读、对病变的诊断。.识别和设法消除/减小这些伪影非常造重要，从而也要求我们对MRI的物理原理和基本硬件构造有所了解。3/GE /2023/9/19MR 伪影原因伪影原因图像处理相关的伪影硬件相关的伪影患者相关的伪影 PSD 软件环境相关的伪影 静磁场不均匀（磁体）射频不均匀（线圈、射频部件）非线性梯度,梯度场不均匀(梯度部件)患者运动 生理性的运动 血流、脑脊液搏动 金属植入物 化妆材料 解剖相关的伪影:化学位移伪影、磁敏感性伪影 射频泄漏/干扰 运动的金属 突然的温度改变操作相关的伪影操作相关的伪影4/GE /2023/9/19MR 伪影伪影图像处理相关的伪影硬件相关的伪影患者相关的伪影 卷褶 化学位移 截断 部分容积 数据错误 （ghost）环境相关的伪影 磁场不均匀 射频相关 a.层间交叉 b.拉链伪影 c.射频馈通 d.射频噪声 梯度相关 a.涡流 b.非线性 c.几何变形 运动伪影 磁敏感性伪影、金属伪影 拉链伪影 5/GE /2023/9/19日常应用常见伪影类型日常应用常见伪影类型频率频率相位相位空间信号的振幅改变 卷褶伪影化学位移伪影部分容积效应截断伪影鬼影运动伪影交叉伪影金属伪影磁敏感性伪影ASSET伪影Annefact伪影灯心绒伪影细线伪影线圈信号不均匀拉链伪影电解质效应 原因：原因：机器不能识别带宽以外的频率。任何超出范围外的频率将同贷款内的一个频率相“混叠”。卷褶伪影卷褶伪影身体左手臂右手臂左手臂信号混叠fmaxfmax超过fmax的频率混叠到较低频率图像处理伪影图像处理伪影 伪影特点：伪影特点：频率、相位方向均可出现，视野一侧FOV以外的信号叠加在另一侧的FOV内3D也可出现在层面选择方向。最后一层可叠加到第一层。卷褶伪影卷褶伪影解决办法：解决办法：加大FOVNPW饱和脉冲3D舍弃开始与最后几个层面图像处理伪影图像处理伪影 化学位移伪影化学位移伪影原因：原因：不同分子中氢质子以稍有不同的频率进动。在梯度场内，这些氢质子的位置将会被错误记录。水内的质子相对向更高频率编码方向运动，而脂肪则相反。位移导致在较低频率发生重叠，而较高频率处信号衰减。暗亮脂肪GxGx图像处理伪影图像处理伪影 化学位移伪影化学位移伪影伪影特点：伪影特点：出现在频率编码方向上（常规FSE序列或梯度回波）。在较低频率的方向出现一条亮带，而较高频率的方向出现一条暗带。解决办法：解决办法：升高带宽 降低空间分辨率（Nx）脂肪抑制 长TE图像处理伪影图像处理伪影 暗亮脂肪GxGx伪影特点：伪影特点：出现在频率编码方向上（常规FSE序列或梯度回波）。在较低频率的方向出现一条亮带，而较高频率的方向出现一条暗带。解决办法：解决办法：升高带宽 降低空间分辨率（Nx）脂肪抑制 长TE化学位移伪影化学位移伪影图像处理伪影图像处理伪影 原因：原因：有限的采样次数和采样时间不能准确描述一个阶梯状信号的强度变化。截断伪影截断伪影F.T.t w图像处理伪影图像处理伪影 伪影特点：伪影特点：相位方向更常见，在高对比度界面（颅骨/脑、脊髓/CSF、半月板/液体等）形成交替的亮带和暗带。截断伪影截断伪影解决办法：解决办法：增加采样时间（减小带宽）以减小波纹 降低像素大小（增加Np或减小FOV）T2 FRFSEPropeller T2图像处理伪影图像处理伪影 原因：原因：由于像素过大，导致像素内信号平均，使一个体素内混合多种组织对比，分辨率降低。部分容积伪影部分容积伪影3 mm slice10 mm slice层厚增加，分辨率降低.伪影特点：伪影特点：同一像素中显示多种组织，易对临床诊断造成混淆解决办法：解决办法：降低层厚图像处理伪影图像处理伪影 原因：原因：回波中心偏移、持续相位编码偏移，或回波幅度不稳定。往往可由于系统不稳定或患者运动所致。鬼影（鬼影（Ghost）伪影特点：伪影特点：往往出现在相位编码方向。由于患者运动的伪影只出现在运动的部位，而系统原因的伪影可在整个FOV中出现伪影。解决办法：解决办法：病人制动请工程师帮助检修。图像处理伪影图像处理伪影 原因：原因：回波中心偏移、持续相位编码偏移，或回波幅度不稳定。往往可由于系统不稳定或患者运动所致。鬼影（鬼影（Ghost）伪影特点：伪影特点：往往出现在相位编码方向。由于患者运动的伪影只出现在运动的部位，而系统原因的伪影可在整个FOV中出现伪影。解决办法：解决办法：病人制动请工程师帮助检修。图像处理伪影图像处理伪影Normal Phantom ImageGhosting example.原因：原因：由于病人（自主或不自主）运动（随机性的）或者血管的搏动性流动（周期性的）而造成的。频率编码方向采集信号的采样时间明显短于依次相位编码的时间。伪影常出现在相位方向运动伪影运动伪影病人相关伪影病人相关伪影Kx（Frequenc）Ky（Phase）伪影特点：伪影特点：周期性运动：伪影出现在相位方向，等距地出现。伪影信号可高可低，取决于搏动结构相位相对于背景相位的关系（同相位则亮，反相位则暗）。运动伪影运动伪影解决办法：解决办法：空间预置饱和增大TR，Np或NexSPF心电/呼吸门控病人相关伪影病人相关伪影 伪影特点：伪影特点：随机运动：图像较模糊，也可能在相位编码方向得到很多平行条带。运动伪影运动伪影解决办法：解决办法：患者制动、镇静、止痛呼吸补偿/6-542低张更快速的扫描序列Propeller序列病人相关伪影病人相关伪影Propeller T2T2 FRFSE 伪影特点：伪影特点：血液/脑脊液流动效应：病灶有时候类似一个病变运动伪影运动伪影解决办法：解决办法：流动补偿病人相关伪影病人相关伪影CSF 原因：原因：铁磁性物质具有很大的磁化率，可能导致明显的磁场变形。金属伪影金属伪影病人相关伪影病人相关伪影FSE90 180 90 FIDEcho1180 180 Echo2Echo3RFGsSGpGr 原因：原因：铁磁性物质具有很大的磁化率，可能导致明显的磁场变形。金属伪影金属伪影病人相关伪影病人相关伪影GRE RFGsSGpGrTETRFIDEcho 原因：原因：铁磁性物质具有很大的磁化率，可能导致明显的磁场变形。不同的序列，金属伪影大小不同。FSE GRE EPI金属伪影金属伪影病人相关伪影病人相关伪影EPI 伪影特点：伪影特点：图像变形。或明显异常高/低/混杂信号在不同层面上伪影位置往往改变“会走动的伪影”金属伪影金属伪影病人相关伪影病人相关伪影解决办法：解决办法：去掉病人身上或磁体洞内的金属物品尽量使用FSE序列！原因：原因：不同磁化率物质的交界面，磁化率不同会导致局部磁场环境的变形，造成自旋失相位，产生信号损失或错误描述。磁敏感性伪影磁敏感性伪影病人相关伪影病人相关伪影解决办法：解决办法：扫描时尽量避开这些部位增加层厚、层间隔减小人为的磁化界面Fiesta序列的binding伪影，可加局部匀场 Conventional DWI 伪影特点：伪影特点：在组织/空气和组织/脂肪界面（包括副鼻窦、颅底、蝶鞍等部位）出现异常信号。PROPELLER DWI 原因：原因：层面内组织受到其它层面/额外的射频脉冲激发，提前饱和，不能产生信号。往往在斜位定位时出现。有时预置饱和也可能带来同样的伪影！交叉伪影交叉伪影操作相关伪影操作相关伪影 原因：原因：层面内组织受到其它层面/额外的射频脉冲激发，提前饱和，不能产生信号。往往在斜位定位时出现。有时预置饱和也可能带来同样的伪影！交叉伪影交叉伪影操作相关伪影操作相关伪影 伪影特点：伪影特点：交叉部位（或有饱和脉冲的部位）低信号或信噪比非常低。交叉伪影交叉伪影操作相关伪影操作相关伪影解决办法：解决办法：定位时注意层面交叉让开要观察的部位FOV内预置饱和注意手动调整位置，让开要观察的部位。原因：原因：ASSET 采集K空间时，在相位方向上隔行采集。每一个线圈单元采集一半的相位方向的信息，存在明显的相位卷褶，需要利用线圈敏感性数据重建图像并去掉卷褶。calibration的信息与采集的信息不匹配将导致伪影出现。ASSET伪影伪影操作相关伪影操作相关伪影2DFFT/coil 线圈敏感范围图线圈敏感范围图卷褶的图像卷褶的图像 无卷褶图像无卷褶图像COI L1 COIL3 COIL2 COIL4ASSET处理处理 原因：原因：ASSET 采集K空间时，在相位方向上隔行采集。每一个线圈单元采集一半的相位方向的信息，存在明显的相位卷褶，需要利用线圈敏感性数据重建图像并去掉卷褶。calibration的信息与采集的信息不匹配将导致伪影出现。ASSET伪影伪影操作相关伪影操作相关伪影腹部典型的calibration定位：40-48mm 轴位Calibration扫描的低分辨率图像1.FOV 太小太小2.Calibration定位偏中心定位偏中心3.Calibration扫描范围太小扫描范围太小4.线圈摆放不正确线圈摆放不正确5.线圈损坏线圈损坏6.Cal/Scan 屏气方式不一致屏气方式不一致 FOVFOV过小过小伪影特点：伪影特点：类似卷褶伪影，但多出现在图像中心。图像中心条带状伪影，信噪比明显降低。解决办法解决办法：增大扫描FOV，phaseFOV必须尽量选择 1ASSET伪影伪影操作相关伪影操作相关伪影1/2 pFOV1/2 pFOV1/2 pFOVFOV=22x17FOV=30 x23FOV=34x26FOV=26x20 CalibrationCalibration定位偏中心定位偏中心伪影特点：伪影特点：在图像中心出现条状、带状的部分组织的卷褶信号。解决办法解决办法：Calibration中心放置在患者身体中心，防止卷褶ASSET伪影伪影操作相关伪影操作相关伪影、.Better cal coverage偏中心calibration扫描同样的扫描数据，正确的 calibration扫描Cal too smallCalibrationCalibration扫描范围太小扫描范围太小伪影特点：伪影特点：在cal范围外的数据信号为0。解决办法解决办法：大范围的 cal.完整的ASSET重建图像 线圈线圈摆放不正确摆放不正确伪影特点：伪影特点：在图像中心出现条状、带状的部分组织的卷褶信号。解决办法解决办法：调整线圈位置，使前后片上下、左右对齐。ASSET伪影伪影操作相关伪影操作相关伪影ASSETno ASSET矢状面定位显示线圈的位置和图像的位置ASSETno ASSET 线圈线圈通道或者接收通道坏通道或者接收通道坏伪影特点：伪影特点：噪音移到相应区域的中心。解决办法解决办法：请工程师帮忙检修。ASSET伪影伪影操作相关伪影操作相关伪影在ASSET扫描中，噪音移到相应区域的中心no ASSET,一个通道坏ASSET,一个通道坏线圈单元或接收通道坏线圈单元或接收通道坏 Cal/Scan Cal/Scan 屏气方式不一致屏气方式不一致伪影特点：伪影特点：类似呼吸的运动伪影，但伪影处在图像中心。“马赛克”伪影解决办法解决办法：Cal/Scan 屏气方式一致ASSET伪影伪影操作相关伪影操作相关伪影ASSET扫描用吸气末屏气，calibration扫描为呼气末屏气ASSET、calibration均采用吸气末屏气 原因：原因：来源于FOV以外的信号，该信号处于非线性的梯度中。Annefact伪影伪影操作相关伪影操作相关伪影 伪影特点：伪影特点：相位编码方向出现的条带影或点状影。往往在脊柱扫描，选取线圈单元过大时出现。解决办法解决办法：扫描时启用符合扫描视野的线圈单元组合，不要启用过多。Annefact伪影伪影操作相关伪影操作相关伪影 灯心绒伪影灯心绒伪影原因：原因：封闭磁体间内某些放电辐射。伪影特点：伪影特点：覆盖整个图像的棘刺状伪影。可为单一方向，也可为多个方向相交排列。可出现在序列的某一幅图像中，也可出现在整个序列。白噪声白噪声正常信号1231.单一方向灯心绒伪影2.两个方向箭尾状伪影3.多个方向，多组白噪声点复杂的伪影硬件相关伪影硬件相关伪影 灯心绒伪影灯心绒伪影解决方法解决方法：（请工程师帮忙检修）（请工程师帮忙检修）1.检查噪声滤波器。2.检查内部有无松动部件，检查内部电缆。用后处理手段去除高信号点，傅立叶转换后图像中灯心绒伪影去除。硬件相关伪影硬件相关伪影 细线伪影细线伪影（fine line artifact）原因：原因：来源于射频脉冲的受激回波对图像采集的第一个回波产生干扰典型的SE脉冲硬件相关伪影硬件相关伪影 细线伪影细线伪影（fine line artifact）原因：原因：来源于射频脉冲的受激回波对图像采集的第一个回波产生干扰180脉冲后的FID信号硬件相关伪影硬件相关伪影 细线伪影细线伪影（fine line artifact）图像特点：图像特点：伪影较细小，出现在图像的局部，可能比较模糊，甚至需要在特殊窗宽窗位下才能发现。Zip512可以使伪影更佳明显。12无zip512zip512解决方法：解决方法：采用真正的偶数NEX硬件相关伪影硬件相关伪影 原因：原因：相控阵线圈采集信号能力存在差异伪影特点：伪影特点：图像信号欠均匀解决办法解决办法：SCIC或PURE线圈信号不均线圈信号不均硬件相关伪影硬件相关伪影4-ch Torso Coil(1.5T)8-ch Brain Coil(1.5T)1.校准扫描覆盖整个扫描范围2.屏气时相要一致3.如果原始扫描的图像SNR较低，在远离线圈的位置可能会出现异常噪音4.所有的表面线圈都可以使用PUREPure使用技巧使用技巧硬件相关伪影硬件相关伪影任何脉冲序列扫描得出的图像由校正扫描得出的ICM校正后的图像 正常扫描得到的图像 校准图 44/GE /2023/9/19Signalintensity levelP.A.CTL coilBody coilBackground noise levelA-P directionSignalintensity levelP.A.CTL coilBody coilBackground noise levelA-P directionPURENo PURE伪影特点：伪影特点：肩线圈、乳腺线圈、脊柱线圈、8 NV ARRAY 线圈有可能出现异常的背景噪音解决方法：解决方法：“pure Correction Threshold”如果上面选项的值为0，请将CAL 和正式PURE 扫描图像的DICOM文件发给MKE，经过计算会反馈一个正常的域值PURE伪影伪影硬件相关伪影硬件相关伪影 拉链伪影拉链伪影原因：原因：自由感应衰减还没有完全衰减之前，180脉冲的侧峰就与它产生重叠。或者领近层面不精确的射频脉冲造成一个未经相位编码就激励的回波。硬件相关伪影硬件相关伪影90 180 90 180 FID 图像特点：图像特点：沿频率编码轴（0相位）交替的亮点与黑点组成的中心条带，或噪声带。解决方法：解决方法：增大TE增大层厚，通过选择更大宽的射频带宽，使之在时间域变窄。请工程师检修。拉链伪影拉链伪影射频噪声射频噪声原因：原因：不需要的外界无线电频率的噪声。图像特点：图像特点：不需要的射频脉冲发生在一个（或一系列）特定的频率。沿相位方向排列的“拉链状伪影”解决方法：解决方法：关进扫描间的门去除监护装置请工程师检修硬件相关伪影硬件相关伪影 拉链伪影拉链伪影ZoomZoom线圈拉链伪影线圈拉链伪影原因：原因：前置饱和脉冲激发了zoom线圈以外的组织，被卷褶进了扫描区。图像特点：图像特点：在扫描区域沿相位方向的拉链状伪影解决方法：解决方法：Zoom线圈模式时根据扫描范围选择相应的线圈，不要过多选择。采用whole模式硬件相关伪影硬件相关伪影 非线性梯度伪影非线性梯度伪影原因：原因：非线性梯度图像特点：图像特点：图像变形，歪曲。解决方法：解决方法：请工程师检修硬件相关伪影硬件相关伪影LinearGradient mis-calibrationNon-Linear 电解质效应电解质效应硬件相关伪影硬件相关伪影At 3.0T(127 MHz):Comparable to body dimensions Permittivity is also a function of frequency!At 1.5T(63.86 MHz):原因：原因：电解质效应存在于所有场强的磁共振。场强越高，电解质效应越明显，是射频脉冲在人体内分布不均匀引起的。电解质效应电解质效应硬件相关伪影硬件相关伪影Permittivity is also a function of frequency!图像特点：图像特点：图像各方向信号强弱不均匀，中心信号偏高。3T腹部、盆腔更为严重。解决方法：解决方法：扫描时加用垫子。完完