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磁共振扫描中会遇到的68种伪影,认识一半才能上岗

 zskyteacher 2022-10-04 发表于浙江

来源:磁共振之家

MRI多参数、多序列的成像特点造就了其图像的多样性与多变性,同时由于MRI成像原理及过程较为复杂,图像受诸多因素的影响,很容易产生相应的伪影。临床扫描中所得的每一幅MRI图像或多或少都会有相应的伪影,绝大多数的伪影都不利于我们对图像地解读,如伪影掩盖病灶,则会造成漏诊,如错将伪影当作病变,则会造成误诊。正确认识磁共振图像变化特点及伪影表现特点不管是对于改善MRI图像质量,还是对于提高MRI临床诊断水平都显得至关重要,本期分享在临床扫描中收集的68个MRI伪影。

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在3D TOF MRA扫描中,通常会选用反相位时间的TE值进行扫描以更好地抑制背景信号。但采用较长反相位的TE值,更多的质子失相位也可能会导致血管迂曲处假阳性的发生。 
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采用多个模块重叠采集,当模块与模块之间未重叠或重叠不足时会产生明显的百叶窗伪影。采取模块与模块之间有效的重叠(通常设置重叠范围为≥20%,常为20%~25%),可减小流入端和流入端的血管信号差异(百叶窗伪影)。(Dist. factor/slab/chunks)
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卷积(混叠、卷褶、卷折)伪影,上图△,当检查部位大小超出所设置的FOV范围时,设备不能识别带宽以外的频率,带宽以外的频率会与带宽内的频率混淆,数据不能被正确的采集时会产生卷积伪影

改善措施:

  • 增加FOV(特别是phase方向上)。

  • 使用饱和带技术(减轻)。

  • 是使用过采样技术。

  • 改变相位编码方向。

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该稳态自由进动序列极易产生磁敏感伪影,当使用该序列扫描腹部时,FOV设置过小,且被检者的双手置于身体两侧时,通常会导致该类卷折伪影。

改善:

  • 被检者双手上举于头顶。不能上举的,尽量远离身体两侧。

  • 使用其他序列扫描,如单次激发序列扫描。


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近线圈(效应)伪影,表面线圈和相控阵线圈接收到的MR信号在采集的整个容积区域内信号是不均匀,导致越靠近线圈的组织信号强度越强,越远离线圈的组织信号强度越弱,表现为图像的整体对比度不一致。

改善措施:

  • 使用纠正图像信号均匀度技术。

  • 使用容积区域内RF更均匀的线圈。

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阵线圈每个单元采集的信号存在差异,图像均匀度校准不当时可能会出现异常背景信号噪声,常见于远离线圈的中心区域。

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射/接收RF不均匀分布导致的伪影,如扫描部位未放置于线圈的中心位置时易产生,常见于使用大线圈扫描较小部位或偏中心扫描时。

改善措施:

  • 使用与扫描部位贴合度更好的小线圈扫描。

  • 将扫描部位置于线圈中心位置。

  • 使用多RF技术扫描。

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信号溢出???

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介电伪影,在腹部大量腹水、体型较大和3.0T磁场MRI中较常见。

改善措施:

  • 使用较低磁场扫描。

  • 采用多射频技术。

  • 使用特殊材质的软垫。

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扫描间内异常的放电辐射、打火引起的一方向或多个方向交叉排列的“棘刺状”伪影。常见原因:线圈两片间未贴严,金属零部件松动、摄像照明设备干扰、扫描间防护不严等。

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同上,RF干扰/泄露产生的“拉链状”伪影,常出现在相位编码方向。常见的原因:扫描过程中打开屏蔽门;RF故障;扫描间照明的干扰等产生的RF噪声引起的伪影。

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部分容积效应或“刚好”遇见。如箭头所示,由于扫描层面刚好在其血管层面或扫描层厚较厚(部分容积效应),常被误认为成占位性病变,应与占位、脑膜瘤鉴别。
改变定位层面或成像体位、减小层厚可避免。在解读图像时应多序列对比解读。
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化学位移(效应)伪影,图中箭所示,常被误认为硬脊膜结构。在MRI成像过程中由于人体中水(MRI成像以水进动频率为中心频率)和脂肪内氢质子的进动频率差异而引起的伪影,常出现在水/脂界面。

改善措施:

  • 使用脂肪抑制技术。

  • 改变频率编码方向(并未消除,将其伪影至于另一方向)。

  • 增加带宽(可有效减小暗带,可根据拉莫尔公式计算其像素值)。

  • 使用较长TE。

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磁敏感伪影及化学位移伪影。

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化学位移伪影。

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该伪影并不是在扫描该序列时患者运动导致的伪影,而是在扫描该序列之前的校准序列时患者运动导致的最终图像出现该伪影。

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流体运动在MRI中极易造成相应的伪影,如脑脊液流动伪影
在脊髓扫描时,随着脊髓腔的增大(胸椎常见),如上图△箭头所示,常出现脑脊液流动伪影,常被误认为成病变,应与椎管占位鉴别。
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侧脑室内脑脊液流动伪影,应与侧脑室囊肿及占位鉴别。
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导水管内的脑脊液流动伪影
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血管搏动伪影,该类伪影较常见,常出现在相位编码方向上。应特别注意对比增强后该类伪影对图像带来的影响,避免误诊的发生。

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大血管搏动,引起的“占位性”病变!
在颅脑及肝脏多见,增强扫描比平扫多见,常出现在相位编码方向上;
改变编码方向或多序列对比解读可排除是否为占位性病变。

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运动伪影,左图。对于刚性运动,可使用Propeller/Multivane/Blade/ARMS

序列扫描,右图。

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当使用特殊的重建技术(如内插)、K空间填充、极性梯度(如对称性梯度)等时,由于运动导致明显的失相位,造成该种不典型的运动伪影。

运动伪影改善措施:

  • 制动(镇静、止痛等)。

  • 使用生理门控技术(周期性运动)。

  • 延长重复(TR)时间,将伪影移出成像区域(周期性运动)。

  • 伪影间距离=(TR×Ny×Nex)/T

    T为物体运动周期

  • 使用相应补偿技术。

  • 使用特殊的成像序列(超快速成像,优化K空间填充方式等)。

  • 增加激励(采样)次数。

  • 改变相位编码方向(改变伪影的位置)。

  • 使用饱和带技术。

  • 使用3D序列扫描。

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图为T2 FLAIR序列,由于某些原因如金属异物引起的磁场不均、中心频率偏移、层间串扰等导致压水不完全,常被误认为常水肿、感染等病变。
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同样的,由于某些原因(如偏中心、磁敏感、金属异物等)导致的抑脂不均,也会被误认为“水肿”信号。 
改善措施:
  • 使用特殊成像技术或序列。

  • 改善均匀性。


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并行采集伪影,应注意此类伪影与运动伪影的鉴别。扫描序列使用了并行采集技术后,实际扫描的FOV会减小;当设置的扫描参数不合理或其他的原因导致去卷褶算法不能完全的去除卷褶而引起的一类伪影。并采伪影复杂多变,常出现在图像的中心区域,但也出现在图像的其它区域;可表现为条状、点状、缺失、错层等;

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颅内3D MRA扫描,线圈通道数选择过多导致的并行采集伪影。

改善措施:

  • 适当加大FOV,通常应将Phase FOV设置为1(100%),特别是体型较大的受检者时应特别注意。

  • 适当减小加速因子。

  • 规范校准扫描(如预扫描中心位置的放置;扫描序列与校准序列的时相是否一致等)。

  • 合理地摆放线圈位置(如下上两片应对齐)。

  • 合理选择线圈单元。


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并行采集伪影,相位编码为左右。
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很典型的卷积伪影。
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相位编码方向设置错误导致图像变形;在DWI序列上常出现的伪影就是图像的变形。为了减小图像变形,颅脑横轴位DWI的相位编码方向应设置为前后方向。

改善DWI图像变形失真措施:

  • 正确设置相位编码方向。

  • 使用特殊的成像技术(如使用并行采集技术,优化K空间填充方式等)。

  • 使用性能更好的线圈。

  • 使用填充物填充于欠规则解剖部位。

  • 使用变形更小的序列,如SE序列。

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图△,同一受检者,上两幅图为未使用并行采集技术导致的图像的变形失真。下两幅图为使用并行采集技术后所得图像。

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扫描部位:盆腔,DWI序列;线圈单元损坏引起的伪影。

改善策略:更坏/修复线圈,使用完好的线圈单元扫描。在使用线圈过程中,不要折叠线圈,防止线圈经常弯曲折叠损坏线圈。

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各种原因引起的扫描部位的运动及任何运动因素的干扰,都会导致运动伪影。如呼吸运动,心脏搏动、患者的运动、扫描床的震动等。上图为胆囊蠕动和腹部呼吸运动引起的运动伪影。

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N/2鬼影(奈奎斯特鬼影),产生原因:奇数列和偶数列K空间排列存在的差异或硬件导致的相位编码错误。

改善措施:

  • 减少涡电流。

  • 改善磁场及梯度均匀性。

  • 使用高B值成像。

  • 使用FLAIR-EPI序列降低水(如脑脊液)信号。

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涡电流伪影,产生原因:在EPI成像时,快速切换的梯度场产生较大涡电流导致梯度波形的扭曲变形。

改善措施:

  • 使用后处理软件纠正其图像的失真变形。

  • 使用附件梯度调节梯度电流。

  • 使用硬件屏蔽其梯度。

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外周信号(annefact)伪影,常见于脊柱、四肢关节扫描中。所选择的线圈单元与扫描范围不匹配时,FOV外的信号被非线性的梯度进行错误的编码至FOV内导致的伪影。可表现为条带状、在图像中心区域出现一个外来的“亮点”信号或图像的变形等。

改善措施:

  • 将扫描部位中心置于线圈的中心。

  • 选择合理的线圈单元。

  • 适当的增加FOV。

  • 更改频率编码方向。

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同上,非线性的梯度进行错误的编码导致的外周信号伪影。

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在关节扫描时,使用的FOV过小/未置于线圈中心时会产生外来的条带状“亮线”外周信号伪影,适当的增加FOV/置于线圈中心可有效减轻该伪影。

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同样,不要盲目地增加线圈接收单元的范围,该操作虽然可以获得更大FOV的图像,但会降低图像的信噪比和带来一些额外的伪影。

图a:线圈单元-12;图b:线圈单元-123,血管搏动伪影明显增加。

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磁化率(磁敏感)伪影,常出现在两磁化率相差较大组织的交界面,如空气/组织、空气/骨、肺/肝脏等界面。常表现为MRI图像的压脂不均、图像的失真和几何变形等。

改善措施:

  • 做好检查前准备,去除相应的异物。

  • 人为的减少磁化率伪影(如直肠扫描时排气排便,乳腺扫描时挤出空气等)。

  • 使用特殊的成像技术。

  • 使用性能更好的线圈。

  • 使用填充物填充/包裹于欠规则解剖部位。

  • 在磁化率相差较大界面添加局部匀场。

  • 调整扫描FOV中心。

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膝关节扫描时,衣物、护膝材质导致的磁化率伪影。同时,如被检者衣物过紧,人为地造成一些磁敏感界面也会导致该伪影。

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金属植入物导致的磁化率伪影。

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金属异物不在扫描FOV内,导致的伪影。

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金属异物不在扫描FOV内,导致的局部压脂不均。

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金属异物在其扫描FOV内,导致的金属伪影。

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形态不规则的解剖区域,由于组织与空气/组织的磁敏感差异导致的压脂不均匀,属于磁化率伪影的一种。在解剖结构不规则的部位(颈部、乳腺、盆底等)和偏中心的关节扫描中常见(外踝、外髁、髌骨前缘等),常会被误诊为损伤。

改善措施:

  • 使抑制效果更好的抑脂技术。

  • 使用特殊的成像技术。

  • 使用性能更好的线圈。

  • 使用填充物填充/包裹于欠规则解剖部位。

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在扫描屈曲状态的膝关节时,如组织与线圈间存在空隙,将会导致明显压脂不均的情况。应在组织与线圈的空隙间使用填充物排挤出空气,可有效的减轻其伪影。

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稳态自由进动序列对磁场的均匀性要求较高,常在其磁化率相差较大的组织间产生明显的磁化率伪影,如上图△左图的肺/肝交界、胃肠道处。在扫描是应在相应的位置添加局部匀场,或应尽量将扫描FOV中心置于其易产生相应伪影的位置。胃肠道积气或腹水较多时,如使用自由稳态进动序列(FIESTA,Balance-FFE,True-FISP)扫描,则会出现严重的磁敏感伪影。此时可以使用单次激发序列扫描。特别是3.0T MRI,腹部冠状位更推荐使用单次激发序列扫描。

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稳态自由进动序列,靠近线圈边缘的磁化率伪影。该序列还应注意:

  • TE与TR的合理设置。

  • 扫描带宽不宜过窄。

  • 扫描层厚不宜过薄。

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颅底颅骨与空气交界处的磁敏感伪影。

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交叉伪影,MR成像时需要采用射频脉冲激发,由于受梯度场线性、射频脉冲的频率特性等影响,实际上MR采集时扫描层面附近的质子也会受到激励,这样就会造成层面之间的信号相互影响,即层间干扰或层间污染,常见于层间距较小和交叉定位扫描时。层间干扰通常表现为图像整体信号强度降低。

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在TR较短序列中,扫描顺序设置为顺序扫描时可能会出现同一序列的MR图像一层亮一层暗相间隔的现象。

改善措施:

  • 适当的增加层间距,通常层间距≥20%层厚。

  • 避免交叉定位。

  • 采用间隔采集方式激发层面,如共有18层图像,先激发采集第1、3、5、7…….层,再激发采集第2、4、6、8……层;

  • 采用三维采集技术,通常在三维容积的开始和最后几层也会有层间干扰的现象存在。

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三维容积采集层间干扰??

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放射状定位时产生的交叉伪影。

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截断伪影是由于数据采集不足所致。在图像中高、低信号差别大的两个组织的界面,如颅骨与脑表面、脂肪与肌肉界面等会产生信号振荡,出现环形黑白条纹,此即截断伪影。

截断伪影的特点:常出现在空间分辨力较低的图像上;相位编码方向往往更为明显,因为为了缩短采集时间相位编码方向的空间分辨力往往更低;表现为多条明暗相间的弧线或条带。

改善措施:

  • 减小带宽,采集更多的图像信号。

  • 增加采集矩阵及重建矩阵。

  • 改变相位编码方向(不能消除,只是将伪影改变了位置)。

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魔角(效应)伪影,在短TE序列上较为显著,常被误诊为损伤。常出现在含有致密且呈各向异性的特殊组织结构的部位,如常见于由胶原纤维构成的肌腱、韧带及关节软骨等部位,魔角效应不仅仅只局限于肌腱及软骨,它可以出现于人体的任何部位,如MRI的神经成像中也会出现。

改善措施:

  • 延长TE值。

  • 改变扫描体位。

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射频场(B1)不均匀,单射频激发时MRI射频只从一侧激发导致的图像对比度不均匀,通常在脂肪抑制序列上较常见。在多通道的线圈某单元出现故障时,也会出现类似的表现。

改善措施:

  • 使用系统校准调整。

  • 使用多射频激发模式。

  • 检修MRI系统本身是否正常。

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8ch body fullfov线圈的右下接收单元故障,获得的图像右侧下部局部区域信噪比较差。

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血流的信号较复杂,血流生成何种信号取决于扫描层厚、血流速度、TE时间等。静脉血和动脉血在同一序列表现的信号不一,常被误认为病变,应与动脉瘤,血管畸形,占位性病变等鉴别。
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图a 由于吞咽运动的影响,其伪影叠加在脊髓上,常被误认为脊髓病变。
图b 在其前添加饱和带可明显改善!
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对于左侧图像的伪影比较常见(FOV超出了所选择的线圈单元),而右侧图像的伪影常会被误认为金属伪影。其实是设置的扫描FOV(上面)范围超出了线圈的范围,常见于使用并行采集的线圈。
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在腹部的屏气扫描中,如扫描的呼吸时相不一致时,很容易导致图像的错层和相应的磁敏感伪影。如在扫描腹部中序列扫描(图下)与其校准扫描(图上)时相不一致,造成肝顶的伪影。
目前很多对机型已将校准扫描(预扫描)整合到扫描序列中,很大程度上避免了该类伪影的发生。

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在脊柱的扫描拼接中,很多时候由于某些因素(金属异物、参数不一致等)的干扰,上下两段的对比度不一致,怎么改善?图1:未经过任何处理,上下两段拼接后对比度差异较大。图2:经过图像滤过处理后,上下两段拼接后对比度得到很大改善。

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回波链设置过长,导致的模糊伪影。不要为了追求扫描速度而把回波链设置过长,特别是在关节扫描时,如回波链设置过长会导致细节分辨不清的情况。

改善措施:缩短回波链。

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单次激发序列中,未使用并行采集产生的模糊效应(伪影)。

改善策略:

  • 缩短回波链。

  • 使用并行采集技术。

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中老年人钟爱的磁疗内衣。

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在T2 FLAIR序列中TI与TR参数设置不合理导致的压水不彻底,常可见压水不均或勾边伪影。在IR序列中应注意TI与TR的合理设置。

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图a,校准(预扫描)扫描范围不全导致的信号丢失。图b,重新校准后扫描所得的图像。

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