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一堂课讲清楚！ 如何应对各类磁共振伪影？  临床如何应对磁共振伪影？山西医科大学第二医院的胥毅教授从磁共振图像伪影出现的原因及类型、不同磁共振图像伪影的原理及处理对策2个方面带来了详细的讲解和分享。 要点速递 伪影的产生可能与图像处理、硬件、患者、环境与操作因素有关； 不同类型的伪影有不同的原理，因此可基于产生原理进行干预。  专家简介 胥毅 山西医科大学第二医院影像科 副主任技师 ● 山西医科大学影像技术教研室副主任 ● 中华医学会影像技术分会委员 ● 中国医师协会医学技师专业委员会委员 ● 山西医学会影像技术分会主任委员 ● 山西医师协会医学技师专业委员会副主任委员 学会/协会兼职 专家讲课视频 
 磁共振图像与伪影相伴相成，每一个图像都有伪影。大多数情况下，伪影会影响对病情的解读和对病变的诊断。因此，识别和设法消除伪影是影像技术工作者的重点工作，这要求我们对磁共振的原理、硬件和相关参数设置都有一定的了解，以获得更好的图像，助力临床医生更好地诊断和治疗。 一 磁共振图像伪影出现的原因及分类 伪影出现的原因 01 图像处理相关伪影 脉冲序列、扫描参数 02 硬件相关伪影 ● 静磁场不均匀 ● 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） 03 患者相关伪影 患者运动、生理性运动、血流/脑脊液搏动、金属植入物、解剖相关伪影、磁敏感性伪影 04 环境相关伪影 射频泄漏/干扰、运动的金属、温度突然改变 05 操作相关伪影 摆位制动、线圈选择、金属异物、屏气控制、定位线交叉、匀场中心偏差
图1：伪影出现的原因 (图片来源：胥毅教授讲课使用) 伪影的分类 1 图像处理相关伪影 卷褶、化学位移、截断、部分容积、数据错误 2 硬件相关伪影 ● 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） ● 线圈相关 （A.信号丢失 B.灯芯绒样 C.不均匀 D.马赛克） 3 患者相关伪影 运动伪影、金属伪影、磁敏感伪影 4 环境相关伪影 拉链伪影 5 操作相关伪影 低信噪比、信号不均匀、运动伪影
图2：伪影的分类 (图片来源：胥毅教授讲课使用) 二 不同磁共振图像伪影的原理及处理对策 1、关于图像处理相关伪影  图像处理 下图为傅里叶变换前的原始图像，经傅里叶变换后得到磁共振图像，在这一过程中有一些不被识别或者异常的信号，可能会造成伪影。  图3：关于图像处理 （图片来源：胥毅教授讲课使用） 01 卷褶伪影 扫描视野FOV小于解剖结构，则会发生“卷折”伪影，表现为一侧FOV之外的图像卷折到对侧FOV之内。 射频接收装置不能识别带宽以外的频率，任何超出范围外的频率将同带宽内的一个频率相“混叠”。卷折总发生在相位编码FOV方向，因为频率编码方向默认使用两倍FOV大小的频率编码。 分类： 2D卷折 / 3D卷折  图4：卷褶伪影原理 （图片来源：胥毅教授讲课使用） 应对策略 1 增大扫描视野FOV 2 改变频率编码方向 3 添加FOV之外的饱和带 4 3D卷折，自动删除最上下的图像 02 化学位移伪影 水和脂肪中的氢质子以稍微不同的共振频率进动，在梯度场内，所有的氢质子被激励后，脂肪氢质子信号来源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。化学位移导致在较低频率发生重叠而较高频率处信号衰减。 分类：I类化学位移，II类化学位移  图5：化学位移伪影的大小 （图片来源：胥毅教授讲课使用） 应对策略 1 增加接收带宽 2 添加脂肪抑制 3 增加图像分辨率 4 水脂分离成像技术 03 斑马状伪影 快速梯度回波序列中，回波的稳定产生要求横向磁化矢量在每个TR周期形成稳定一致。如果由于局部磁场不均匀，造成横向磁化矢量沿着磁场波动的方向，产生强弱过渡变化的矢相位，图像表现为黑白相间的波纹状变化。常见于FSPGR或FIESTA图像边缘。  图6：斑马状伪影原理 （图片来源：胥毅教授讲课使用） 应对策略 1 增加接收带宽 2 减小频率编码 3 添加局部匀场 04 截断伪影 相位编码方向上，由于有限采样次数和采样间隔不能准确描述一个阶梯状的信号强度变化。 图像表现：在图像的相位编码方向上，在图像边缘对比明显的区域出现高低信号交替的平行条带。 应对策略 1 减小接收带宽 2 减小像素大小，如减小FOV或增加图像分辨率  图7：截断伪影的应对 调整像素前（左）后（右） （图片来源：胥毅教授讲课使用） 05 磁化率伪影 磁化率伪影出现在不同的磁化率物质的交界面，由于磁化率不同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绘。尤其是铁磁性物质，具有很大的磁化率，导致明显的磁场变形和伪影。 应对策略 1 去除外源性金属异物 2 使用螺旋桨采集，尤其是弥散成像 3 增大接收带宽 4 采用水脂分离成像技术 图8：磁敏感伪影处理方法 减少频率编码缩短TR时间，添加局部匀场，添加ASSET （图片来源：胥毅教授讲课使用） 06 交叉干扰伪影 激励层面的射频脉冲不是精确的直角，两个邻近层面的射频脉冲经过傅立叶变换后，层与层之间有重叠。交叉干扰会造成T1对比下降，降低信噪比。 应对策略 1 增加层间隔 2 采用交叉激励方式 3 延长TR时间 07 部分容积效应 由于像素过大，导致像素内信号平均，使个体素内混合多种组织对比，分辨率降低。同一像素中显示多种组织，易对临床诊断造成混淆。 应对策略 1 减小层厚 2、关于人的相关伪影 人导致的相关伪影中最多的是运动伪影，包括患者一些不自主的运动、生理运动等。 图9：人相关的伪影原理 （图片来源：胥毅教授讲课使用） 运动伪影的类型包括： 患者运动引起的伪影； 生理运动（心脏、呼吸、胃肠运动）伪影； 流动伪影等。 图10：生理运动伪影 （图片来源：胥毅教授讲课使用） 运动伪影 在成像过程中，频率编码方向对信号进行采集的时间要明显短于一次相位编码的时间，因此任何沿梯度编码方向的运动都会造成异常相位的累积，导致相位编码方向的伪影。运动伪影包括异常运动、生理运动等。另外需要注意的是，3.0T设备更加敏感。 图11：运动伪影总是出现在相位编码方向 （图片来源：胥毅教授讲课使用） 纠正运动伪影的对策 制动和纠正运动伪影成像技术。比如严格的肩关节摆位与制动，是肩关节成像的关键。正确选择频率编码方向，消除运动伪影。 图12：纠正运动伪影 （图片来源：胥毅教授讲课使用） 3、射频噪声相关伪影 在成像过程中，外源性或内源性的信号被采集，在图像上产生射频噪声。原因很多，有内源性或外源性的原因，多与系统硬件、软件或线圈相关。 图13：射频噪声，RF Noise （图片来源：胥毅教授讲课使用） 射频噪声的类型包括外界干扰导致的白噪声、线圈故障引起的白噪声，系统内一些电子元器件的性能问题产生的静噪音等。 应对策略 1 系统性能检测 2 消除外源性射频源 3 线圈调整 4、电介质效应相关伪影 如果成像物体的直径与B1场的波长成正比，则B1场与成像物体之间发生共振效应，在成像物体中产生驻波，造成成像物体中心信号高，边缘信号低随着场强增加，电介质效应越明显。
图14：电介质伪影场强与波长对比 （图片来源：胥毅教授讲课使用） 应对策略 1 多点驱动射频系统 2 多源射频系统 3 优化多通道表面线圈结构 4 抗饱和垫的使用 5 成像参数方面可以考虑缩短回波链，减小TE时间 5、梯度相关伪影 梯度的不均匀造成图像变形，建议直接让工程师进行修理。 图15：图像扭曲 （图片来源：胥毅教授讲课使用） 平面回波成像序列（EPI）的填充方式是回形填充，梯度线圈快速的反复正负切换，产生涡流、振动、梯度波形畸变、磁场不均匀等效应的累加，导致不同组织的相位差异，在填充K空间时，偏差越来越大，由于只填充K空间的一半，因此产生的这种伪影叫N/2伪影。这种伪影在梯度性能不好、涡流校准不好的情况下较常见。 磁敏感伪影是由于磁场不均匀、频率方向不对造成了变形，把频率方向改成左右即可去除。X、Y、Z三个梯度的故障也会造成梯度维影，可以把X、Y、Z梯度交换一下，如果故障跟着走，则可能是梯度放大器的问题，可以简单地进行判定，但更多的交给工程师。 6、线圈相关伪影 线圈故障的伪影有时会接近射频干扰伪影或运动伪影。现在大多是阵列线圈，即使线圈没有故障也会产生伪影，由于并行采集为隔行采集，部分线圈采集部分图像，最后再重建出正常的图像。所以视野特别小的情况下会造成采集的过度卷折和信号丢失，导致重建时产生伪影。 并行加速采集伪影（ASSET）的常见原因包括FOV太小、Calibration定位偏中心、Calibration扫描范围太小、线圈摆放不正确、线圈损坏、校准屏气与扫描序列屏气方式不一致。 图16：线圈故障导致的伪影 （图片来源：胥毅教授讲课使用） 对于多通道线圈，某一个线圈或通道发生故障时，并不一定只表现为低信号，有时也表现为高信号，此时需要观察Calibration图像。更换线圈后，图像可正常。 7、局部磁场相关伪影 主磁场最多的是金属伪影。 图17：金属伪影 （图片来源：胥毅教授讲课使用） 可利用多频段减轻伪影，比如用12或24个频段采集很多信号，综合后可以有效减轻伪影，但依然不能去除伪影。 磁场不均匀还可能造成脂肪抑制的伪影。例如颈部的磁场最不均匀，用str序列或Dixon可以得到较好的颈部压脂。 8、参数相关伪影 有的伪影与设置参数有关，比如靠近表皮位置的细线状伪影，可使用偶数NEX来减少。很多厂家也有一些小的快捷键，打开以后可以降低细线状伪影。
图18：细线状伪影 （图片来源：胥毅教授讲课使用） 对于模糊伪影，主要是由于自旋回波序列采集的每一个回波链的信号不均匀，信号会越来越弱。可以用偶数NEX，正向、反向各采一个后进行平均，可以去除模糊伪影。
图19：模糊伪影 （图片来源：胥毅教授讲课使用） 总之，伪影的产生可能与图像处理、硬件、患者、环境与操作因素有关，基于各种伪影产生的原理，可以用相应的策略消除伪影。 专家问答 01 除了金属伪影、呼吸运动伪影，其他伪影如何判断 ？能否分享一些减少或者消除伪影的方法与经验，比如区分正常组织和伪影的快速方法 ？运动伪影和设备伪影的区别 ？ 点击空白处查看答案 伪影有很多种，常见的是金属、呼吸运动等。射频干扰伪影和病人的运动伪影较好区分，但是外界干扰和系统的伪影确实不是特别好区分。所以，一方面是积累经验，不停做实验去测试，另一方面可能还得交给工程师去解决。总的来说需要在工作中慢慢摸索，没有捷径可走。 02 出现伪影，怎么处理，一些常见伪影的解决方案？血管搏动伪影如何消除？怎么减少呼吸伪影？如何去除气体伪影？如何更好减少DWI伪影？如何减少患者不受控制引起的运动伪影？是否有整理好的伪影和形成原理以及应对，一一对照，便于学习？ 点击空白处查看答案 消除血管搏动伪影可以加饱和带；消除呼吸伪影最重要的是和患者的沟通，让他配合我们均匀呼吸，有效屏气，可以提前半小时左右进行沟通，让患者在外面练习，大多数患者可以配合得较好。 气体伪影方面，尤其是肺、肝和心脏中间的伪影较难去除，可以加局部匀场，用技术手段或者改变一些序列。对于直肠的气体，最好的办法是临床沟通，做肠道准备。同时，打654-2的事也需要和临床沟通，包括开药和注射。 DWI伪影方面，DWI对磁场的均匀度要求特别高，填充方式也不一样，可以通过改变频率方向，以及争取把脂肪压得更好的方式减轻DWI伪影。实际上序列设置的时候，带宽已经是最大。所以，DWI的一些设备相关伪影，也可能需要工程师对涡流、梯度场等的调整。 对于病人不受控制的运动伪影，如果病人在里面癫痫或者是很严重的运动那确实没办法。此外摆位非常重要，一定要让患者舒适，比如腰椎间盘的突出的患者，可以给他腿上垫上一个垫子，让他腿曲起来，这样患者会舒服很多，运动原因就会减少。对于不受控制的震动，如打嗝或帕金森，确实比较难，现在可以用螺旋桨技术，但也不能完全解决。 03 常规序列无显示，单一序列可见的脑内强化病灶，是伪影吗？ 点击空白处查看答案 不好说，如果是增强以后的搏动伪影一般来说是一串，这种点的比较少。我建议你用GRE序列或螺旋桨技术的序列再做一个，看看会不会有，如果常规序列没有的话，肯定不是金属伪影。可以再试一个不同的扫描，比如用西门子的space等做容积扫描，观察其连续性和整个形态，以进行鉴别。因为增强以后肯定是三个方向都要扫，所以增加一些薄层的容积扫描或者是梯度扫描进行有效鉴别，视具体情况而定。 04 魔角效应如何去除干扰？ 点击空白处查看答案 把TE增加到七十以上就可以。 05 患者没有外伤、没有做过手术、没有异物、没有接触过铁等工作、图像有金属伪影，请问怎么考虑？ 点击空白处查看答案 人的记忆是不可靠的，尤其对体表的一些金属伪影，磁共振不会说谎。如果确定是金属伪影，那肯定是有金属。对于点状的小的，在横轴位上，那确有可能是外周干扰，但这与金属伪影有区别。 06 不同厂家的设备伪影识别有何区别？避免伪影需要注意的设备参数具体有哪些？ 点击空白处查看答案 各厂家磁共振的伪影都大同小异，没有太大的区别。对于避免伪影，从设备参数上来说，带宽、回波链多少，以及矩阵、分辨率、频率方向、相位方向都可能产生伪影。可能可以调整参数来减少伪影，但是比如矩阵增加以后，可能像素带宽窄又会产生化学位移伪影，或者其他的一些伪影，如果再增加带宽，大带宽又可能降低信噪比，增加时间，得增加激励次数，从而导致时间增加，病人又会产生运动伪影。所以这是一个综合的事情，不能只盯着一个参数去修改。 07 2007年以后的冠脉支架是否都能做磁共振，是否还要患者专门签字？ 点击空白处查看答案 签字这件事代表的是知情权，告诉患者说你有支架，起码现在教科书上依然是相对禁忌症。即使共识里面表示2007年以后的支架可以做磁共振，但前缀用的是“几乎”都可以做磁共振，并不绝对。我相信材料大多可以做，这是我和病人的解释。 包括后面问题中“女性戴金属环到底能不能做髋关节核磁”，有些东西对图像不影响，有一些伪影的影响可能也不大，但是现在的患者信息来源非常广，金属节育环也是磁共振相对禁忌症。提前跟患者说，这是他的知情权。 还有一个我遇到过的问题是骨科的植入物和心脏支架，有很多小的厂家没有进行磁共振安全测试，这种情况下合规不合规不好说。理论上最好是看说明书，但是实际上不能让每一个患者来看说明书。临床医生在刚上心脏起搏器的时候，每个患者有一个全面的卡片，说明能不能做核磁，能做1.5还是3.0，能做全身还是能做四肢，但现在不确定还有没有卡片。支架和心脏起搏器等确实给我们增加了很多困扰。 08 女性带金属环到底能不能做髋关节核磁？ 点击空白处查看答案 在上一个问题中已回答。 09 脊柱术后金属钉伪影如何减少影响？ 点击空白处查看答案 脊柱术后可能要做压脂像。如果钉子质量不错的话，用普通的FSE序列对它敏感度不高，做出来影响也不大。 压脂影响会比较大，压脂序列可以使用Dixon等技术减轻一些影响。有些机器没有的话，就用STIR短时恢复序列来做。 10 现在装有假牙的患者比较多，什么样的可以做，什么样的不可以做？ 点击空白处查看答案 所有能去除的假牙一定提前去除。另外跟假牙的材质确实有一定关系，但同时跟位置、大小、形态也都有关。我跟患者一般解释说，大部分的假牙对检查都没有影响。首先没有生命影响，对图像是否有影响则跟位置、形态、材质有关，如果做下来对图像有干扰，不能诊断就退费。这确实无法提前说清楚。 仅供与医疗卫生专业人士学术沟通交流使用 PP-GADA-CN-0633-1 |
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