用角度看MRI常见伪影，干货收藏！
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。
造成磁共振伪影的原因很多，主要可以分为硬件相关（静磁场不均匀---磁体原因；射频不均匀---线圈及射频部件原因；非线性梯度,梯度场不均匀---梯度部件原因）、数据处理相关(PSD、软件原因)、患者相关（患者运动、生理性运动、血流和脑脊液搏动、金属植入物、化妆材料、化学位移、磁敏感性导致的伪影）、扫描相关以及环境相关的伪影。
其中部分伪影可以通过调整参数、完善扫描细节消减甚至完全消除，而部分与硬件相关度的伪影必须请相关的硬件、软件工程师予以监测调整。
卷褶伪影
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带宽内的一个频率相“混叠”。
图像处理伪影
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。
解决办法：
加大FOV
NPW
饱和脉冲
3D舍弃开始与最后几个层面
1、增大视野：最大和最小频率的范围仍同先前较大梯度时相同，只是在更宽的距离上分布。为了增大视野，不得不使用更小的梯度。这样最大和最小频率之间的范围将覆盖很大的区域，而视野内所有身体部分都将包括在频率带宽以内，这样就不会产生混叠。
2、NPW：防相位卷褶（No phase wrap）选项。加倍FOV以免混叠，最后在显示图像的时候放弃不需要的部分。但是因为Ny加倍，采集次数减半以维持图样的扫描时间，信噪比会相应降低。
3、饱和脉冲：饱和来自于视野外的信号，可以减少混叠。
4、3D舍弃开始与最后几个层面
在扫描X方向上的梯度Gx，由于它的作用，会在视野一侧边缘产生一个最大频率fmax，另一侧产生最小频率－fmax，此即Nyquist频率。任何由于该梯度产生的超出此最大频率范围的频率，都不能被正确采集。它们会被误认为是在带宽以内的频率。
化学位移伪影
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。
水的进动稍快于脂肪中的质子进动。差异：3.5ppm
化学位移伪影
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：
升高带宽
降低空间分辨率（Nx）
脂肪抑制
长TE
补充说明：
由于水和脂肪的振动频率不同，在一小段时间后，将出现水在脂肪前360°的相位。这时两者的自旋将处在完全相同的相位中。同样，在某一个时间点也可能出现两者180°相位差的情况。这种同相位和反相位的情况被称为II型化学位移伪影。
以1.5T为例，当TE=2.3时，正好处在水脂反相位的情况，当脂肪包绕的脏器周围将出现一条暗的边界（水信号和脂肪信号相减），称为钩边效应。
II型化学位移伪影在临床诊断中意义重大，对于细胞内含脂性病变（脂肪肝、肾上腺腺瘤）等的诊断非常重要。
图像处理伪影
对策：
1、升高带宽：以1.5T磁共振为例，当带宽为32kHz和256*256像素时，也即在x方向上覆盖整个图像长度的全部频率范围为32kHz，分为256等分。每个像素的频率范围为32kHz/256=125Hz。在脂肪和水中氢质子振动频率相差220Hz的情况下，两者的差异为2个像素。
如果升高带宽到64kHz，每个像素的频率范围将变成250Hz，这样水、脂的差异将变成1个像素的错误记录，从而降低化学位移伪影。但是升高带宽将降低图像信噪比。
2、 降低空间分辨率（Nx）：同样用上面的参数，当空间分辨率从256*256变为512*512时，每个像素的频率范围为32kHz/512=62.5Hz、这样水、之间的差异将成为220/62.5=4个像素，化学位移伪影将进一步增大。反之亦然，降低空间分辨率将减少化学位移伪影。
升高带宽，频率/像素更大，化学位移保持不变，相当于网格进一步放大，所以偏移的像素数也减小。
降低频率编码数，相当于网格变稀疏，偏移的像素数也减小。
3、脂肪抑制：去除脂肪信号后能消除化学位移伪影。
4、长TE：利用长TE造成更多失相位，使脂肪信号进一步降低。
截断伪影
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。
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。
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）
图像处理伪影
修剪后的sinc函数的傅立叶变换的边缘存在着波纹。
相位编码方向具有更少的像素和更低的空间分辨率。
部分容积伪影
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。
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：
降低层厚
图像处理伪影
鬼影（Ghost）
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。
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：
病人制动
请工程师帮助检修。
图像处理伪影
运动伪影
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一次相位编码的时间。伪影常出现在相位方向。
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）。
解决办法：
空间预置饱和
增大TR，Np或Nex
SPF
心电/呼吸门控
病人的相关伪影
谢谢观看
不足之处，欢迎批评指正！
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