Ugrás a tartalomhoz

MR képalkotás

Berényi Ervin (2011)

Debreceni Egyetem

Artefact tár

Artefact tár

Az MR képalkotás során számos műtermékkel találkozhatunk. Fontos, hogy ezeket a műtermékeket ismerjük és megértsük keletkezésük okát. Az artefactok a mágneses magrezonanciás jel keletkezésének és detektálásának, valamint a kép rekonstrukciójának jellegéből adódnak.

Az artefactumokat 3 fő csoportba oszthatjuk: a jó, a rossz és a csúf. A jó artefactumok segítik a pathológia ábrázolását. A rossz artefactum elfedi a kóros elváltozást. A csúf artefactum az értékelést nem akadályozza ugyan, de esztétikailag tönkreteszi a képet.

Mozgási műtermékek

Kiváltó tényezők: A vizsgált személy véletlen, akaratlan, önkéntelen mozgásai a képminőség romlásához vezetnek. A mozgási artefactumok annál jelentősebbek, minél hosszabb az adott szekvencia időtartama. A protonok excitációja és a jel mintavételezése között eltelt időben a protonok elmozdulhatnak a mágneses gradiens mezejében. Ilyen jellegű mozgást eredményezhet a pulzáció, áramlás vagy a beteg elmozdulása. A fiziológiás mozgások, különösen a hasi vizsgálatoknál jelentenek problémát. A mellkasi régióban viszont az EKG vezérelt szekvenciák elterjedése tette lehetővé a szív gyors és folyamatos vizsgálatát.

Következmény: Képéletlenség, fantomképek keletkezése a fáziskódoló gradiensnek megfelelően. A mozgások az MR képet 2 módon befolyásolhatják:

- a kép elmosódott lesz, a fázis- és frekvencia kódoló gradiens irányában is.

- fantomképek keletkeznek, a fáziskódoló gradiens irányában észlelhető. Úgy jön létre, hogy az adott képlet a mátrix különböző sorainak leképzése során elmozdul. Valamint, ha a vizsgálati mezőbe eső képletek az excitáció és a jel leolvasása közötti időintervallum alatt mozdulnak el.

118. ábra. Mozgási artefact.

Kiküszöbölés: A periodikus elmozdulások következtében létrejövő artefactok kiküszöbölhetők a mozgások és a jelleolvasás szinkronizálásával, és az MR szekvenciák időtartamának lerövidítésével. A szeletkiválasztó és frekvenciakódoló gradiensek módosításával a fáziseltérések kiküszöbölhetők. A fantom artefactok főleg akkor zavaróak, ha a ROI-ba vetülnek. A fázis- és frekvenciakódoló gradiensek irányának felcserélésével befolyásolni lehet az artefactok megjelenésének irányát. A szívvel szinkron pulzáló vér és a liquor szintén műtermékek képződését eredményezi, a fáziskódoló gradiens irányában. Cardialis szinkronizáció és folyadékáramlást kompenzáló gradiensek alkalmazásával a fantom artefactok csökkenthetők. A preszaturáció és szelektíven alkalmazott 90 fokos impulzusok a vizsgált területhez képest proximalis elhelyezkedésű véredényeken belül a protonok előzetes telítését hozzák létre.

Ferromágneses műtermékek

Kiváltó tényezők: Fémek okozzák a műtermékeket a képen.

Következmény: A ferro- és paramágneses anyagok torzítják a mágneses teret, inhomogénné teszik azt, és megváltoztatják az MR gép rezonancia frekvenciáját. Ez az MR felvételen jelmentes területként ábrázolódik, amit egy jelerősödéses zóna vesz körül, és ehhez társul a kép egy részének vagy egészének deformálódása. A műterméket okozó fém mennyisége befolyásolhatja a műtermék kiterjedését.

119. ábra. Ferromágneses műtermékek. Jobb és baloldali csípőprothesis és kivehetetlen fém fogpótlásból származó artefactok.

A fém műtermékek az MR berendezés térerejének növekedésével egyre kifejezettebbé válnak.

Kiküszöbölés: A spin echo szekvenciák alkalmazása előnyösebb, mert ezek a szekvenciák nem reagálnak olyan érzékenyen a mágneses mező inhomogenitásaira.

Frekvencia műtermékek

Kiváltó tényezők: Rossz, zavaros, "piszkos" frekvenciák okozzák. Például hibás elektronikák, külső transzmitterek, Faraday-kalitka szivárgások, árnyékolás nélküli berendezések a vizsgáló helységben, vizsgálat alatti nyitott ajtó hozza létre. A frekvencia műtermékek a frekvenciakódoló irányban jelennek meg a képen.

120.ábra. Zavaró RF jel által okozott műtermék a T2W felvételeken.

Susceptibilitási műtermékek

Susceptibilitásnak nevezzük egy anyagnak, tárgynak a mágnesezettség hajlamát. Ilyen lehet például a vérben levő vas.

Kiváltó tényezők: A susceptibilitási műtermékeket a helyi (lokális) mágneses tér inhomogenitásai okozzák.

121. ábra- Susceptibilitási műterméket okozó el nem távolított szemfesték. Hasonló artefactot okoz a szemöldök tetoválása is.

Következmény: A jelmentes terület kiszélesedik. Az érzékeny szekvenciák, mint pl. fMRI, DTI nem lesznek biztonsággal értékelhetőek.

Kiküszöbölés: Spin echo szekvencia használatával, rövid echo idővel, és a térbeli mátrix növelésével.

Klipping műtermék

Kiváltó tényezők: Jel-klipping, vagy túlzott flow (overflow) akkor jelentkezik, amikor a pre-scan alatt a „receiver gain" túl magasra lesz állítva.

122. ábra. Hibásan beállított erősítés.

Kémiai eltolódási műtermékek

Kiváltó tényezők: A kémiai eltolódási műtermékeket az okozza, hogy a különböző mikrokörnyezetben lévő protonok rezonancia frekvenciája kicsit eltér.

Következmény: Például a zsírban lévő protonok alacsonyabb frekvenciájú precessziós mozgást végeznek, mint a vízben lévők, ezért a víz-zsír érintkezési felületek mentén kémiai eltolódás keletkezik. A kémiai eltolódás kifejezettebbé válik magasabb mágneses térerőn. A kémiai eltolódás összefügg a sávszélességgel és a FOV-val. Gyakran megfigyelhető ez a jelenség a gerinc vizsgálatánál a csigolyatest és a porckorong között. A kémiai eltolódás során a magas víz-, illetve magas zsírtartalmú területek határán eltolódás jellegű kép tapasztalható: míg egyik oldalon jelmentes sáv alakul ki, addig azzal ellentételesen jelgazdag sávot figyelhetünk meg. A sáv vastagsága a víz-zsír rezonancia közötti eltérés (3.2 ppm; 1,5 T-n 224 Hz) és az egy pixelre eső frekvencia régió (sávszélesség/mátrix) hányadosa.

123. ábra. Chemical shift artefact a magas viztartalmú vese és a perirenalis zsírszövet határán. (T2W)

Kiküszöbölés: A frekvencia- és fázis kódoló gradiensek felcserélésével, valamint zsírelnyomással.

Spike műtermék

Kiváltó tényezők: A spike műterméket a k-space-en belül levő "hibás" információs adat pont okozza.

124. ábra. Spike artefact.

'Zebra' műtermék

Kiváltó tényezők: A "Zebra" műtermék olyankor keletkezhet, amikor a beteg megérinti a tekercset vagy esetenként a "phase wrap" is okozhatja.

125. ábra. "Zebra" műtermék.

Csonkolásos műtermék (Gibbs jelenség)

Kiváltó tényezők: Az MR jel erősségének hirtelen változása. Ezek a műtermékek olyan helyeken keletkeznek, ahol két különböző jelintenzitású képlet között éles az átmenet.

Következmény: Az MR felvételeken 2 különböző képlet közötti határvonallal párhuzamosan, jelszegény és jelgazdag sávok jelennek meg. Az egyes sávok közötti távolság a mátrix méretével áll összefüggésben. Keletkezésük a Fourier transzformáció sajátosságaival magyarázható. A Gibbs jelenségre egy jellegzetes példa a koponyaboltozat és a bőr alatti zsírszövet közötti határvonal mentén keletkező csonkolásos műtermék kialakulása. Másik típusos példa a nyaki gerinc vizsgálata során a myelonban esetenként megfigyelhető szürke, egymással párhuzamosan futó sávok.

Csonkolásos műtermék szinte mindig jelen van az MR felvételeken.

126. ábra. Gibbs artefact fantomon és T2W coronalis koponya felvételen.

Kiküszöbölés: Térbeli felbontás növelése. Erre a legegyszerűbb módszer a mátrix méretének növelése. Ennek hatására a sávok közel kerülnek egymáshoz, és amikor már szinte egymásba olvadnak, elhanyagolhatóvá válnak. Kisebb vizsgálati látótér megválasztása is csökkenti kialakulását.

Aliasing műtermék (wrap around)

A fázis- és frekvenciakódoló gradiens iránya mentén is létrejöhet.

Kiváltó tényezők: Akkor keletkezik, ha a vizsgálandó tárgy nagyobb, mint a vizsgálati látótér. A téglalap alakú vizsgálati látótér, az aszimmetrikus mátrix is kiválthatja.

Következmény: Ilyenkor a vizsgálati látótéren kívülre eső rész a kép ellenoldali szélére vetül.

127. ábra. Aliasing, vagy „wrap around" artefact. Koponya és térd MR felvételek.

Kiküszöbölés: A frekvencia kódoló gradiens irányában frekvenciákat kiszűrő filter alkalmazásával küszöbölhető ki. A fáziskódoló gradiens irányában úgy kell megválasztani a fázis- és frekvencia kódoló gradiensek irányát, hogy a vizsgálati látótér mindkét gradiens irányában fedje a vizsgálandó területet.

Keresztezett excitáció

Kiváltó tényezők: A kiválasztott szelet szomszédságában lévő szeletekben a protonok excitációja 180 fokos impulzus használata esetén.

Következmény: A jel-zaj és kontrasztviszonyok romlanak a rekonstrukció során. Váltakozva világosabb, sötétebb képeket ereményezhet.

Kiküszöbölés: A szeletek között rések meghagyásával – 30% gap a javasolt. Interleaved mintavételezéssel.

Magic angle

Arra használható, hogy megjelenítsük az inakat és szalagokat a pozitív kontrasztban, a klasszikus T1-T2 súlyozással szemben.

Kiváltó tényezők: A fibrillaris szövetek fizikai tulajdonságainak kölcsönhatása okozza a mágneses mezővel. A vízmolekulák kapcsolatba kerülnek a strukturált kollagén rostokkal, ami dipoláris interakciókhoz vezet, ami csökkenti a T2 relaxációs időket. Az inak és szalagok rövid relaxációs ideje a dipoláris interakciókkal együtt felelős ezeknek a struktúráknak az alacsony jelintenzitásáért. Ugyanakkor a kölcsönhatások száma változik a rostok szögéhez képest a B0 tengelye mentén. Ha a rostok iránya a külső B0 térhez képest 54.7°-ot zár be, akkor a változó dipoláris interakciók következtében az egyébként rövid relaxációs idejű inakban és szalagokban fénylő, jelgazdagabb területek jelennek meg.

128. ábra. A ligamentum patellae a mágnes tengelyével a tibián történő tapadása fölött kb. 55°-os szöget zár be – létrejött a "Magic angle" effectus.

Kiküszöbölés: Kerülni azt, hogy az egyes ízületek vizsgálata során inak és ligamentumok a külső mágneses térrel 54.7°-os szöget zárjanak be. Amennyiben ez elkerülhetetlen, úgy fel kell ismerni a megjelenő artefactot.