磁共振成像中的伪影(二):信号采集和处理相关伪影——卷折伪影
MRI体部常见伪影及对策
MRI体部常见伪影及对策汤梦月;张小明【摘要】MRI检查能够提供较大的信息量,目前临床应用广泛.但MRI图像中可能出现与实际解剖结构不相符的信号,称之为伪影.伪影可以表现为图像变形、重叠、缺失、模糊等,通常由技术和生理因素共同引起.伪影将影响医生对图像的判读和对病变的诊断,因此识别和设法消除或减少伪影非常重要,不仅能够优化MRI图像的质量、提高影像诊断效能,更能为临床提供更多真实准确的信息.【期刊名称】《放射学实践》【年(卷),期】2016(031)002【总页数】4页(P141-144)【关键词】磁共振成像;伪影;图像质量【作者】汤梦月;张小明【作者单位】637000四川,川北医学院附属医院放射科;637000四川,川北医学院附属医院放射科【正文语种】中文【中图分类】R445.2作者单位：637000 四川，川北医学院附属医院放射科伪影是在成像过程中出现的、不能够真实反映组织解剖结构和特征的虚假信息。
伪影的出现将导致图像质量的下降，影响诊断的准确性。
MRI检查能够提供较大的信息量，在腹部组织器官及层次结构的显示上独具优势，目前临床应用广泛。
伪影在MRI检查中十分常见，有时甚至不可避免。
识别MRI体部常见伪影，并采用对应的方法消除或减少这些伪影，不仅能够优化MRI图像的质量，更能提高影像医师对疾病的诊断效能。
MRI伪影可以单纯的源于MRI硬件系统，也可源于硬件系统与被检者之间的相互作用［1］。
MRI伪影主要包括磁场相关、成像参数相关、运动与流动伪影三大类。
本文就临床上常见的一些MRI体部伪影及其处理对策作一介绍。
在MR成像系统中，主要包括静磁场、梯度场及射频场三大系统［1-5］。
稳定而均匀的静磁场是多种MRI技术顺利开展的前提，因此也是获得优质MRI图像的必要条件之一；而线性的梯度场决定扫描层面内组织的共振频率；射频的传输和接收也是优质成像的重要基础［6］。
因此，静磁场的不稳定或者不均匀、梯度磁场的非线性、射频的稳定传输和接收都会导致伪影的出现，使扫描所得的图像不能够完全真实地反映组织结构形态。
磁共振常见伪影
17
硬件相关伪影
• 在B-FFE序列中关闭共振带
– 与 B0磁场不均有关 – 也涉及到对比参数
• 随着TR的增加，带影增多 • TE 越高，带影越接近图像中央
Internal use only
Team Leader LCB, BU MR Clinical Applications, Michael C. Pawlak, April 13-15, 2010
• PMS Academy
Internal use only
Team Leader LCB, BU MR Clinical Applications, Michael C. Pawlak, April 13-15, 2010
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主要内容
• 伪影:是指在MR成像过程中出现的与解剖异
常或生理异常无关的任何异常MR图像.
Team Leader LCB, BU MR Clinical Applications, Michael C. Pawlak, April 13-15, 2010
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软件相关
• 显示功能
– 在Mobi-View中不正确的拼接 – 我们所熟知的一种解决方法是在生成菜单问题中通过PR/FPR来将偏
移/角度归零（但并不总凑效）
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硬件相关伪影
• 射频干扰
点状伪影 • 系统故障
Internal use only
Team Leader LCB, BU MR Clinical Applications, Michael C. Pawlak, April 13-15, 2010
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硬件相关伪影
射频干扰
• 心脏研究 • 线状伪影, 噪声
Internal use only
磁共振常见伪影的鉴别
磁共振常见伪影的鉴别在磁共振成像中，伪影的出现比其他成像技术多，而且也教严重，因此正确鉴别和认识伪影、明确伪影产生的原因并采取相应的解决办法是临床诊断经常面临的问题。
下面就磁共振产生伪影主要原因、图像表现及解决办法进行介绍和探讨。
1、黑边界伪影：黑边界伪影是一种人为造成的沿水脂分界面、肌肉脂肪分界面分布的黑线状伪影。
这种伪影在视觉上可以清楚的勾画出组织轮廓。
但是它并不是正常的解剖结构。
胸部冠状位图像,回波时间为7ms,可以看到在肩部肌肉及肝脏周围分界清晰的黑边界伪影。
之所以会出现这种伪影,最常见的原因是在脂肪和水位于相同的层面时,设置TE时间恰好使水分子和脂肪分子的自旋处于反相位,使信号相互抵消。
在1.5磁场下，脂肪和水的频率相差3.5ppm，在T E取4.5ms的倍数时，可以消去伪影，如：4.5ms,9ms,13.6ms.2、化学位移伪影在推体、腹部、眼眶等含脂肪成份的组织边缘常可以看到化学位移伪影。
在频率编码方向上,磁共振系统利用不同分子的不同频率进行空间定位。
在不同器官中,由于水和肌肉组织与脂肪相比具有不同的共振频率,此时磁共振扫描仪依据这种频率差异进行空间定位时,含有脂肪成份的组织在频率编码方向上相对与正常位置发生偏移。
在脊柱扫描中,视觉表现为一侧椎体的边缘厚度明显大于对侧。
在腹部和眼眶扫描中,会在水、脂分界面上出现黑影,而在对侧出现亮条状伪影。
在肾脏轴位扫描过程中,这种伪影表现为,在肾脏顶端的亮条状伪影,以及底端的黑条状伪影,并且场强越高此伪影越明显。
消除此伪影的最好方法是使用脂肪饱技术。
3、卷折伪影当FOV小于采集窗时常常会出现卷折伪影。
在相位编码方向及3D序列的片层方向上,表现为超出部分的图像会折叠到对侧,这种现象可以进行更正。
如果必须去处此伪影,可以在相位编码方向增加更多的编码步数加以校正。
在相位编码方向增加过采样亦可去处此伪影。
4、吉布斯(截断)伪影吉布斯伪影是一种非常强烈的、平行排列、黑白相间的一种条状伪影。
磁共振伪影
斑马线伪影
封闭磁体间内某些放电辐射，伪影可出现在整 个序列，也可出现在单一图像，检查噪声滤波 器，检查内部有无松动部件，检查内部电缆 （工程师）
运动伪影
对策
• • • • 制动、辅助药物（镇静剂） 心电门控，呼吸门控 添加饱和带 流动补偿
• 椎体检查，在其前方加饱和带，减少动脉 血管，气管的运动伪影，添加饱和带时注 意调整位置，让开要观察的部位，避免交 叉伪影
磁共振伪影有哪些？
• 卷褶伪影、化学位移伪影、截断伪影、鬼影、运动 伪影、交叉伪影、金属伪影、磁化率伪影、斑马线 伪影、FID伪影、SENSE伪影、射频干扰伪影、介 电伪影、硬件故障伪影等等。
伪影出现的原因
• 环境因素（射频泄露/干扰、运动的金属、温度突然改变 磁体间温度：15°—21°相对湿度：30%—60% 设备间、操作间环境温度：15°—29相对湿度30%—60% 。） • 硬件因素（静磁场不均匀、射频场不均匀梯度场不均匀） • 图像处理因素（脉冲序列、扫描参数、软件BUG） • 操作因素（摆位、线圈、金属、屏气、定位线重叠、匀场 中心偏差） • 患者因素（运动、金属植入物、解剖相关伪影、磁敏感伪 影）
道损坏）
1、FOV太小，类似卷褶，多出现 在图像中心，增大FOV,设置预饱和 带。 2、扫描中病人运动（类似卷褶） 或线圈移动，（一条切割线将暗区 与亮区分开），固定好线圈绷带。 3、线圈摆放不正确（图像中心出 现条带状的部分组织的卷褶信号， 信噪比明显降低），线圈前后片对 齐左右对齐。 4、屏气方式不一致（类似呼吸的 运动伪影，但伪影处在图像偏下方， 且只有一条）
• • •
• • • •
• •
化学位移伪影的对策很多，主要包括以下四个方面： ⑴增加频率编码的宽度 频率编码带宽也就是采样带宽，在参数调整界面可以进行设置。在主磁场强度一定的 情况下，水质子与脂质子的进动频率差别是固定不变的，以场强为1.5T设备为例，脂 肪和水的化学位移约为225Hz，如果矩阵为256′256，频率编码带宽为±12.5kHz（约 100Hz/像素），那么化学位移225Hz相当于移位2.25个像素。如果把频率编码带宽改 为±25kHz（约200Hz/像素），则化学位移相当于1.13个像素。因此，增加频率编码 带宽可以减轻化学位移伪影，需要注意的是增加频率带宽后，回波的采样速度还可得 到提高，但图像的SNR降低。 ⑵选用主磁场较低的MR设备进行扫描 场强越高，水质子与脂质子的进动频率差别越大，化学位移伪影越明显，因此选用场 强较低的设备进行扫描可以减轻化学位移伪影。 ⑶改变频率编码的方向 化学位移伪影主要发生于与频率编码方向垂直的水脂界面上，如果改变频率编码方向 ，使脂肪组织与其它组织的界面与频率编码方向平行可消除或减轻肉眼观察到的伪影 的程度。 ⑷施加脂肪抑制技术 化学位移伪影形成的基础是脂肪组织相对于其它组织的位置错误移动，如果在成像脉 冲前先把脂肪组织的信号抑制掉，那么化学位移伪影将同时被抑制。
磁共振成像伪影
syngo
72
MagicView 300
Let images talk...
Argus results.
syngo
73
MagicView 300
Let images talk...
Argus results.
syngo
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MagicView 300
Let images talk...
47
Syngo Multichannel spectroscopy
-- excellent spectra using 3D CSI for prostate
48
49
Without distortion correction
Let images talk...
Spectroscopy results.
syห้องสมุดไป่ตู้go
78
MagicView 300
Let images talk...
Spectroscopy results.
syngo
79
MagicView 300
•
••
•
•
• ••
•
•
复习：MRI旳定位
• 在视野以外，依然有磁场
• 在视野边沿，梯度没有停止
• 由此视野外构造将会产生一种超出视 野内最大（小）频率旳频率
• 计算机不能辨认超大（小）频率，误 以为带宽以内频率
• 较高频率误被辨认为所选择带宽内较 低频率
频率编码方向
相位编码方向
对策
• 表面线圈：包绕整个身体 • 增长FOV • 过采样：频率过采样
混叠、化学位移、截断、部分容积 运动伪影、魔角 层间交叉、拉链伪影、射频馈通、射频噪音 磁场不均匀 抗磁性、顺磁性、铁磁性，金属 涡流、非线性、几何变形
MRI常见伪影及其定制化讲解
MRI常见伪影及其定制化讲解在磁共振成像（MRI）中，伪影是指不应存在的图像扭曲或伪影。
这些伪影可以降低图像质量，影响诊断准确性。
本文将定制化讲解MRI中常见的七种伪影，包括运动伪影、截断伪影、化学位移伪影、磁敏感伪影、卷褶伪影、失真伪影和交叉成像伪影。
1.运动伪影运动伪影是由于扫描过程中患者或扫描设备移动而产生的。
为了减少运动伪影，可以采取以下措施：•嘱咐患者扫描过程中保持静止，对于无法配合的患者可采取适当的固定措施。
•采用快速扫描序列，缩短扫描时间，从而降低运动伪影的发生率。
•在扫描前对患者进行呼吸训练，使其适应扫描过程。
2.截断伪影截断伪影是由于信号被截断而产生的。
在MRI中，当信号强度低于预设阈值时，会被截断为零，从而导致图像中出现黑色区域。
为了减少截断伪影，可以采取以下措施：•适当调整图像重建的阈值，使其更适应实际的信号分布。
•采用饱和带技术，将信号强度过高的区域进行饱和处理，从而避免截断伪影的产生。
3.化学位移伪影化学位移伪影是由于原子核在磁场中的微小移动而产生的。
这种微小移动会导致图像中像素位置的偏移，从而产生伪影。
为了减少化学位移伪影，可以采取以下措施：•使用校准线圈来校正磁场不均匀性。
•采用傅里叶变换技术对图像进行校正，抵消化学位移伪影的影响。
4.磁敏感伪影磁敏感伪影是由于组织对磁场的敏感度不同而产生的。
在MRI中，磁敏感差异会导致图像失真和变形。
为了减少磁敏感伪影，可以采取以下措施：•在扫描前对患者进行适当的固定，避免磁场敏感度差异的影响。
•采用快速扫描序列，缩短扫描时间，从而降低磁敏感伪影的发生率。
•采用校正算法对图像进行校正，抵消磁敏感伪影的影响。
5.卷褶伪影卷褶伪影是由于信号重叠而产生的。
在MRI中，相邻组织的信号会相互干扰，导致图像中出现虚假轮廓和纹理。
为了减少卷褶伪影，可以采取以下措施：•在扫描前对患者进行适当的固定，避免组织间的相对移动。
•采用傅里叶变换技术对图像进行重建，消除信号重叠的影响。
磁共振mri伪影ppt课件
• 确保磁场内无金属物；报修
工程师。
精品课件
5
拉链伪影
• 图像上表现为沿相位编码方
向排列的“拉链状”伪影。
• 属于射频噪声（不需要的外
界无线电频率的噪声）。
• 去除监护装置，关紧扫描间
的门；报修工程师。
精品课件
6
灯芯绒伪影
• 图像上表现为覆盖整个图像
的“棘刺状”伪影。可为单一方 向，也可为多个方向相交排列。
• 磁体间内存在放电辐射。 • 关闭或封闭放电辐射源，查看
有无松动的金属物。
精品课件
7
交叉伪影
交叉部位（或有饱和脉冲的部位）
低信号或信噪比非常低。
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。
定位时注意层面交叉让开要观观察的部位。
在两种信号强度差别很大的组织间产生。
数字图像像素不能无限小，导致图像与实际解
剖存在差异（阶梯状信号的强度变化）。图像
的空间分辨力较低（即像素较大）。
增加图像空间分辨力。增加采集时间降低
带宽。
精品课件
12
细线伪影
• 图像上表现为图像的局部较
细小的伪影。
• 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。
列。
精品课件
17
磁共振常见伪影简介
谢谢大家
精品课件
18
精品课件
8
卷褶伪影
图像上表现为FOV外一侧的
组织信号卷褶并重叠到图像的另 一侧通常出现在相位编码方向。
受检物体的尺寸超出FOV的
大小
采用卷褶抑制技术；空间饱
和技术；增大FOV。
常见MR伪影及对策 ppt课件
14
部分容积效应
常见 对策：减小层厚
15
运动伪影
原因：相位采集时位置 变化，采集出现变化
对策：制动或安定（肩 关节常见）
盆腔对策 频率编码方向设为前后
常见MR伪影及对策
此篇根据GE学院视频总结整理，希望能为广大MR同行提供些许帮助。
1
卷褶伪影
产生：扫描视野FOV小于解 剖结构 原理：常发生在相位编码方 向 对策： 1.增加FOV 2.改变频率编码 3.添加饱和带 4.使用NO PHASE WRAP
2
精品资料
• 你怎么称呼老师？
• 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你 是否会认为老师的教学方法需要改进？
18
射频噪声
白噪声 多表现网格状表现
19
射频噪声
线圈引起的白噪声
拉链伪影
外源性干扰（常见机房 门没关严）
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射频干扰
全身弥散射频干扰（常见） 外周信号伪影
原因：高压注射器，电灯不 规范，国产的摄像头
原因：FOV与线圈位置 不匹配。
21
射频干扰
体发射干扰
射频发射线圈，在发射 射频信号时，接收线圈 应保持关闭，否则会产 生信号干扰。
29
ASSET伪影
ASSET伪影的常见原因： 1.FOV太小 .2.Calibration定位偏中心 3.Calibration扫描范围太小. 4.线圈 摆放不正确. 5.线圈损坏. 6.校准闭气与扫描序列屏气方式不一致.
30
PURE伪影
光纤常见（麻点状）
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磁共振成像中的伪影(二)：信号采集和处理相关伪影——卷折
伪影
张中伟
【期刊名称】《影像诊断与介入放射学》
【年(卷),期】2018(027)002
【总页数】3页(P170-172)
【作者】张中伟
【作者单位】美国佛罗里达大学放射科
【正文语种】中文
本期介绍卷折伪影（aliasing,wraparound or fold-over）。
物理学基础
影像学上常将视野（field of view,FOV）定义为被成像解剖区域的尺寸，用厘米或毫米表示。
MRI的FOV为采集矩阵和像素尺寸的数学乘积。
如对于256个相位和频率编码步数且像素尺寸为0.9×0.9 mm的成像序列，沿相位编码和频率编码方向的FOV则分别为256×0.9 mm或约230 mm。
当被成像物体的尺寸超出事先定义的视野时，就会发生卷折伪影。
多数情况下，该伪影易于识别，常表现为FOV外部的解剖结构叠加在FOV内部，且位于图像的对侧。
FOV由最小空间频率的倒数决定，且严格遵循Nyquist采样定理，即模数字转换器（ADC）的采样频率需至少为信号中最高频率分量的2倍，采样之后的数字信
号方可完整保留原始信号信息，采样频率的一半称为Nyquist频率。
当采样频率
小于2倍的信号频率时，高频信号可被采样成低频信号，出现混叠伪影。
因此当MR信号含有高于Nyquist频率的频率分量时，高频信号的采样不能如实反映其
频率分量，并产生与低频信号相似的波形。
由于采样是一个将连续信号转换为离散信号的过程，当波形相似时，傅里叶变换无法区分高频信号和低频信号（图1）。
因此，它们被分配反相极性值，导致混叠。
卷折伪影常见于小FOV成像，此时物
体中的进动频率增加而没有相应地增加相位编码步数或频率采样，违反了Nyquist 采样定理的要求。
卷折伪影可发生在身体的任何部位。
轻度卷折不会影响诊断，但严重的卷折则造成图像解释困难。
卷折伪影可发生于频率编码方向和相位编码方向，但沿相位编码方向的卷折伪影通常更为严重。
图1 卷折伪影：如果FOV小于被成像解剖区域的尺寸，FOV外的体素可经历较高的频率偏移。
如果采样频率低于预期的最大频率范围，则会导致采样不足，并将高频信号误认为低频信号，造成FOV外的体素空间失配。
在线性梯度场的作用下，进动频率沿A-B-C-D依次增加。
在A点，B点和C点，采样频率足够高，以正
确的频率将数据记录到正弦波。
然而，在D中，由于采样频率低于实际的进动频率，发生采样模糊，造成D处的频率被错误地分配给A点的频率，此时D的信号被描述为A
频率编码方向的卷折伪影
由于过采样和切趾技术的联合应用，卷折伪影通常不会出现在频率编码方向。
频率编码方向上发生的卷折伪影常见于读出方向FOV外的组织被激发时，此时被激发
的FOV外的组织的信号频率超过采样条件的Nyquist极限，并被映射到一个较低的频率，这种情况称为高频混叠或频率卷折。
假如沿x方向存在梯度场Gx，在FOV的一端有最大频率（fmax），在 FOV的另一端有最小频率（－fmax），这些频率为Nyquist频率。
任何大于梯度场所允许
的最高频率的频率成分都无法正确检测。
然而梯度场不会止于FOV边缘，FOV指定的空间外仍存在磁场。
FOV外侧的身体部位（如腹部成像时手臂）将产生较高
的频率，有可能超过fmax的两倍。
此时计算机无法识别高于fmax或低于－
fmax的频率，较高的频率在可接受的带宽内可被识别为较低的频率（图2）。
如
果较高的频率比fmax高2 kHz，则它将被识别为比－fmax高 2 kHz，因此其信
息将被卷折到图像的对侧－对应于最低频率的FOV。
此时患者左侧的身体和手臂
位于FOV外部并暴露于较高磁场的部分被识别为患者右侧的结构（图3a）。
同样的，患者右侧FOV外侧的手臂和身体也会被错误的识别。
图2 对于给定的FOV和梯度强度，最大频率fmax对应于FOV的边缘。
FOV外
部的任何部分都将经历更高的频率。
FOV之外的较高频率可能混叠到FOV内的较低频率上
图3 过采样效应。
a）没有频率过采样，手臂内质子的频率超过Nyquist极限，并且被错误的映射到图像中（箭头）。
采集参数为：SPGR，TR 140 ms；TE 4 ms；翻转角80°；采集矩阵（NPE×NRO）：128×256；FOV 263 mm PE×350 mm RO；NSA 1；层厚 8 mm。
b）施加频率过采样获得的图像，无频率卷折伪影。
除NRO=512外，其他参数与a）相同
施加频率过采样将是减少频率编码方向卷折伪影最为常用方法（图3b）。
增加采
样率且数字化所有频率将有效消除频率方向上的卷折伪影，但会增加图像噪声。
使用频率滤波器滤除出现在所选FOV之外的频率，此时沿频率轴FOV外的信号则
不再被错误映射，从而消除了伪影（图4）。
大多数MRI系统会自动应用此选项，以避免频率编码方向出现混叠现象。
图4 沿频率编码方向的抗混叠
相位编码方向的卷折伪影
受后处理、矩阵大小，像素大小和采集时间的限制，相位编码方向的卷折伪影最为
常见，其物理基础如图5所示。
图5 相位编码方向的卷折伪影产生原理
为了覆盖相位编码方向的FOV，必须事先定义相位编码梯度步数（数值）并指定
特定数量的相位周期。
如对于第一个相位编码步，用0°和360°之间的相移来覆盖FOV。
超出FOV范围的物体的任何部分其相位均被指定为小于0°或大于360°。
对于病人左侧延伸到FOV之外的解剖结构其相位可经历从361°到450°的相移。
由于在此相位编码步中，所有有意义的频率已经定义在0°到360°的范围，361°的相移将被分配给1°的空间位置，并且450°的移位将被分配给450°－360°=90°
的位置，因此病人身体的左侧将发生卷折并在空间上错误地映射到图像的右侧。
类似的，病人身体的右侧则卷折到左侧。
下列任何一种技术或任何多种技术的组合都可以用来消除相位卷折伪影：
（1）增大FOV是最为有效的消除卷折伪影的方法。
（2）相位过采样（Siemens）、无相位卷折（GE）或卷折抑制技术（Philips）。
（3）增加相位编码步数同时减少采集次数不会增加总扫描时间，但会消除卷折伪影。
特别是在高场强的情况下，这是一种实用的解决方案。
（4）重新调整相位编码和频率编码方向，改变数据采集期间滤波器的方向，可能消除该伪影。
相位编码方向通常沿被成像区域的短轴方向。
（5）表面线圈存在灵敏度范围，超过这个范围，信号强度下降或不能被检测。
使用表面线圈可消除特定部位的卷折伪影。
（6）空间预饱和脉冲选择性的饱和一种或多种组织的质子磁化，从而使得来自这些组织的信号降低，而不影响来自相邻区域的信号。
但该方法会增加重复时间（TR）/层和RF脉冲特定吸收率（SAR）。
层面选择方向的卷折伪影
前已述及，卷折伪影常出现在相位编码方向，但它也可出现在3D成像中的层面选
择方向上（3D傅里叶变换成像的层面选择由相位编码来完成），表现为沿层面选择方向FOV外的层信号卷折到对侧（通常3D容积末端的层面之间发生卷折），见图 7。
图6 放置饱和带于FOV外的组织上，与信号采集前将FOV外的组织饱和，达到消除卷折伪影的目的
图7 3D成像时发生在层面选择方向的卷折伪影。
肩部和上臂的3D GRE图像（TR=60 ms，TE=11 ms）显示肩部和上臂的双重图像，来自于最上（FOV内）和最下的层面（FOV外）
消除这种伪影的方法与2D相似。
此外，还可通过施加选择性RF脉冲、预饱和脉冲或饱和带来抑制来自感兴趣体积（VOI）以外的信号。