MRI伪影揭秘：常见伪影的成因与辨识方法

MRI伪影揭秘：常见伪影的成因与辨识方法

刘梦然

攀枝花市中西医结合医院  四川攀枝花617000

磁共振成像（MRI）作为一种非侵入式的诊断工具，在医学领域中发挥着重要作用。然而，尽管其高分辨率和对软组织的优异成像能力，MRI图像中仍然会出现一些伪影，给临床诊断带来挑战。本文将深入探讨MRI图像中常见的伪影成因以及相应的辨识方法。

1. 磁场不均匀性导致的伪影

1.1 磁场梯度线圈的影响

磁场梯度线圈在MRI系统中起着至关重要的作用，它们负责产生不同方向的磁场梯度，从而使得患者身体内部的不同组织能够被准确成像。然而，如果梯度线圈的设计或操作出现问题，就可能会引发伪影。例如，线圈元件的损坏或线圈安装位置不正确都可能导致梯度磁场的不均匀性，进而产生伪影。因此，对梯度线圈的定期检查和维护至关重要，以确保其正常运行并最大程度地减少伪影的产生。

1.2 磁场漂移对图像质量的影响

磁场漂移是指MRI系统中磁场强度随时间发生的变化。这种漂移可能由温度变化、设备老化或环境条件变化等因素引起。磁场漂移会影响梯度线圈和RF线圈的校准，从而影响图像的空间分辨率和对比度。对磁场漂移进行及时监测和调整是减少伪影的重要手段之一。此外，使用温度稳定器和磁场漂移校准技术也可以有效地减少漂移对图像质量的影响。

1.3 磁场畸变引起的伪影

磁场畸变是由于磁场在空间中的不均匀性引起的。这种畸变会导致患者身体内不同区域的信号受到不同程度的影响，从而产生图像上的伪影。磁场畸变通常由于设备结构不均匀、周围磁性物质的存在或金属物体引起。为了减少磁场畸变带来的影响，可以通过优化设备结构、增加磁场均匀性校正技术以及采用高级图像重建算法等手段来改善图像质量。

2. 信号强度不均匀性导致的伪影

2.1 磁化不均匀性对图像对比度的影响

磁化不均匀性是指患者身体内不同组织对外加磁场的响应不一致，从而导致图像中信号强度的不均匀分布。这种不均匀性会直接影响图像的对比度，使得不同组织之间的边界变得模糊，甚至导致某些组织的信号完全丢失。磁化不均匀性通常由于局部磁场畸变或梯度线圈性能不均匀引起。为了减轻磁化不均匀性带来的影响，可以采用磁场均匀性校正技术或优化脉冲序列参数等方法来提高图像的对比度和准确性。

2.2 磁敏感体质对MRI图像的影响

磁敏感体质是指患者体内存在的对磁场敏感的物质，如金属假体、钢钉等。这些物质会在MRI扫描过程中产生局部磁场畸变，导致图像中出现伪影。例如，金属假体会吸引磁场并产生局部磁场畸变，使得周围组织信号失真，严重影响图像质量。为了避免磁敏感体质对MRI图像的影响，医生在进行MRI前需要充分了解患者的病史和手术史，以避免不必要的干扰，并在必要时采取相应的措施，如选择适当的脉冲序列或调整扫描参数。

2.3 化学位移效应引起的伪影

化学位移效应是指不同组织中的核磁共振信号频率受到化学环境影响而产生的频率偏移现象。在MRI图像中，化学位移效应可能导致不同组织之间的信号混叠或错位，产生伪影。这种效应通常由于组织中的水分子与其他分子发生相互作用，如蛋白质、脂肪等，引起信号频率的变化而产生。为了减轻化学位移效应引起的伪影，可以通过调整脉冲序列参数、使用化学敏感的成像技术或进行图像后处理等方法来提高图像的准确性和清晰度。

3. 脉冲序列参数选择引起的伪影

3.1 TR和TE参数选择不当的影响

TR（重复时间）和TE（回波时间）是MRI扫描中两个重要的参数，它们直接影响着图像的对比度和空间分辨率。当TR和TE参数选择不当时，会导致图像质量下降和伪影的产生。比如，如果TR设置过短，可能会导致未完全回复磁化信号而出现信号不足的情况；而如果TE设置不当，可能会导致T2加权图像中出现伪影。因此，在进行MRI扫描时，医生需要根据患者的具体情况和扫描要求，合理选择TR和TE参数，以确保图像质量的最佳化。

3.2 激发角度选择不当的影响

激发角度是指RF脉冲与磁场方向的夹角，它对MRI图像的对比度和组织信号强度有着重要影响。当激发角度选择不当时，可能会导致图像中出现伪影或信号强度异常。例如，如果激发角度过大或过小，可能会导致T1加权图像中出现伪影或信号饱和。因此，在进行MRI扫描时，医生需要根据扫描部位和所需图像序列的特点，合理选择激发角度，以获得清晰、准确的图像。

3.3 图像重建算法不完善导致的伪影

图像重建算法对MRI图像质量和准确性起着至关重要的作用。如果图像重建算法不完善，可能会导致图像中出现伪影或细节缺失的情况。例如，在低信噪比情况下，常规的图像重建算法可能无法有效抑制噪声，从而影响图像质量；或者在动态图像重建过程中，如果算法未能准确捕捉到时间序列中的动态变化，可能会导致动态图像中出现伪影或运动模糊。因此，研发和应用高效、精准的图像重建算法对于减少伪影、提高图像质量具有重要意义。

4. 金属物体的存在引起的伪影

4.1 金属物体造成的局部磁场畸变

金属物体在MRI扫描中可能引起局部磁场畸变，进而产生伪影。由于金属具有强磁性，当其进入磁场中时，会扭曲周围的磁场分布。这种磁场畸变会影响周围组织的磁化水平，导致图像中出现信号失真或伪影。尤其是在金属物体表面附近，由于磁场梯度的不连续性，可能会产生更为明显的局部畸变。因此，在进行MRI扫描时，需要特别注意患者身上是否有金属物体存在，并采取相应的措施，如调整扫描参数或选择适当的图像重建算法，以减少金属物体带来的局部磁场畸变。

4.2 金属物体对RF场的干扰

金属物体在MRI扫描中还可能对RF场产生干扰，影响信号的传输和接收。RF场是用于激发和接收MRI信号的重要工具，但金属物体的存在会导致RF场的局部非均匀性，从而影响图像的质量和准确性。金属物体对RF场的干扰可能会导致图像中出现强烈的伪影或信号强度异常。

总结

MRI图像中的伪影主要由磁场不均匀性、信号强度不均匀性、脉冲序列参数选择以及金属物体等多种因素导致。辨识这些伪影的方法包括观察图像特征、调整参数设置以及采用先进的图像重建算法等。进一步的研究和技术改进有助于最大程度地减少伪影的出现，提高MRI图像的质量和诊断准确性。