Артефакты при мрт головного мозга

Артефакты на МРТ: от металла, движения, послеоперационных изменений

Артефакты – это погрешности, которые значительно ухудшают качество визуализации при МРТ. Существует целый перечень побочных эффектов, которые существенно ухудшают качество графической картинки.

Артефакт дыхания на МРТ

Есть большая группа физиологических дефектов, погрешностей от случайных движений, морганий, глотания во время выполнения процедуры. Послеоперационные артефакты на МРТ не позволяют полноценно определить состояние человека после осуществления хирургической манипуляции, выявить характер отека, злокачественной сформированной рубцовой ткани. Искажения, мешающие оптимальному восприятию, требуют верификации другими методами.

Артефакты на МРТ: основные виды

В зависимости от вариаций артефакты при магнитно-резонансной томографии разделяются на ошибочное позиционирование, дефекты сдвигов, двигательные искажения. В ряде случаев возникает имитация патологии, которая мешает правильной трактовке ситуации.

Для определения артефактов требуется предварительно оценить состояние человека при проведении обследования. Если он неровно дышит, моргает, двигается на томограмме возможны погрешности.

Основные виды артефактов на МРТ:

1. Проблемы с системой РЧ-детекции – квадратурные погрешности;
2. Артефакты от металла на МРТ – негомогенность поля на снимке;
3. Неправильный градиент магнита – искажение градиента;
4. Нарушения работы РЧ-катушки;
5. Артефакты «motion» – движение пациента при сканировании;
6. Движение жидкости – артефакт потока;
7. Химический сдвиг тканей – артефакт;
8. Высокие размеры воксела;
9. Неправильный выбор поля.

По степени изменения качества картинки выделяют несколько видов артефактов:

• Связанные с некачественной работой оборудования;
• Проблемы при единичном сканировании;
• Дефекты, которые существенно не нарушают интерпретацию изображений.

Вышеописанные проблемы могут вызываться поведением пациента при сканировании, физическими факторами, неисправностью аппаратуры, некорректными действиями оператора.

Особый вид – это послеоперационные дефекты на МРТ, обусловленные формированием рубцовых тканей, отечностью, воспалением, застойными изменениями крови.

Артефакты дыхательной активности возникают из-за проблем с настройкой сканирования. Погрешности тем более выражены, чем длиннее интервал дыхательного цикла человека. Неправильные настройки сканирования, приводящие к ассиметрии эхо-последовательностей и детекции сигнала, способствуют размытости контуров исследуемой области.

Артефакты сердечных сокращений на магнитно-резонансной томограмме

Артефакты сердцебиения также появляются при выборе режима с интервалом томографии больше времени сердечного цикла человека.

Пульсация сосудов при МРТ устраняется оптимальным выбором интервала синхронизации, совпадающего с набором последовательной импульсов. При движении человека вероятно появления погрешностей с усиленным сигналом.

При расположении объекта за рамкой FOV возникает ошибка «phase wrap (свертка картинки)». Часть предмета располагается с обратной стороны рамки томограммы.

Артефакт от металла на МРТ сопровождается неоднородным ярким, пространственным изображением. Для устранения ферримагнитного эффекта нужно применять SE-последовательности с увеличением центрального градиента считывания.

Очевидно, огромное количество дефектов на МРТ-сканах. Не все погрешности устраняются выбором оптимальных сканирующих программ, поэтому требуется оптимальное соблюдение требований на подготовительном этапе.

Строгое неподвижное положение человека – это гарантия четких контуров картины на томограмме.

Позиционные, технологичные и двигательные артефакты на МРТ:

Рассмотрим особенности распространенных артефактов на МРТ. Следствием квадратурных РЧ артефактов являются погрешности детекции.

Фазочувствительные дефекты определяются схемами детекции фазовой чувствительности. Данные Фурье при данном искажении проявляются интенсивным центральным пятном. Неравномерное усиление сигнала с детектора обеспечивает ложные изображения.

Негомогенность магнитного поля приводит к искажению изображения в определенных участках. На характер томограммы влияет пространственное расположение, интенсивность поля.

Пространственные дефекты – это результат постоянных протяженных градиентов.

Градиентные артефакты возникают из-за погрешностей системы считывания. Непостоянное направление эхо-сигнала вызывается неправильной работой катушки, искаженной передачей по цепи электрического тока.

Артефакт от металла на МРТ

Дефекты негомогенности возникают из-за проблем с поперечной интенсивностью. Причиной патологии является неоднородность поля B12. Неоднородное силовое поле катушки создает поверхностные и глубокие сигналы разной силы. Выявить погрешности можно по наличию одного вида пятна на томограммах у разных категорий пациентов.

Металл на МРТ при проблемах с катушкой приведет к обнулению сигнала в графической картинке.

Двигательные артефакты на МРТ

Движения пациента при выполнении МРТ создают существенные погрешности при сканировании определенной области. Двигательная активность приводит к размытию объекта, возникновению посторонних пятен. Если двигается незначительная область, размывается небольшая часть картинки.

Наложение «сырых» и «старых» данных при смещении исследуемой области создает неясную графическую картинку.

Для устранения погрешностей движения на магнитно-резонансной томограмме достаточно принять неподвижное положение. Искажения могут создавать дыханием, сокращением сердца. Такие проблемы устраняются правильном подбором режимов сканирования.

При пульсации артерии врачи лучевой диагностики применяют технологию фазового кодирования через определенные промежутки времени.

Производители магнитно-резонансных томографов создают специальные программы для устранения артефактов сокращений сердца и дыхания. Алгоритмы программного обеспечения самостоятельно подстраиваются под дыхательные акты, сердечные сокращения, возможно применение технологии триггерирования.

Другие артефакты при МР-сканировании

Потоковые артефакты обусловлены движением крови и других жидкостей. Дефекты возникают после испытывания РЧ-импульса во время циркуляции. Если при регистрации сигнала детектором жидкость вытекает из плоскости сканирования, возникают погрешности томографии.

Искажения химического сдвига обусловлены разными градиентами жира и воды в разных плоскостях при срезах. Спины жира могут смещаться под влиянием РЧ-импульса. Фазово-контрастный градиент между водой и жиром в разных вокселах по разному кодирует сигнал. На томограмме ситуация проявляется разным векторным градиентом. Интенсивность зависит от мощности магнитного поля, измеренного в Тесла.

Двигательные артефакты (рисунок а)

Дефекты порционного объема вызываются величинами воксела графической картинки. При маленьком объеме воксела передается сигнал только от жира и воды. При крупном размере графической единицы последовательность содержит средневзвешенный градиент от нескольких сред. Качество картинки в этих двух случаях значительно отличается.

Еще одним дефектом является потеря разрешения. Провоцируется искажение кодировкой нескольких признаков, заложенных в единичном вокселе.

Артефакты заворота обуславливают искажение анатомического представления внутри и вне обзорного поля. Погрешности формируются при выборе размера поля, которое меньше обследуемой области.

Звон Гиббса – артефакт обусловлен неправильной оцифровкой эхо. Погрешность характеризуется усилением линий края, приводящим к искажению изображения. Артефакт обусловлен небольшой матрицей для сбора сигнала.

При описании артефактов на МРТ нельзя забывать о существовании МР-фантомов – РЧ-однородостный, разрешающий.

Последний вариант применяется исключительно для тестирования характеристик пространственной передачи изображения:

1. Срезовая толщина;
2. Соотношение между линейностью и сигнал-шумом;
3. Разрешающая способность.

Для определения характеристик применяются специальные эталоны – пластмассовые фантомы с заполнением водным раствором. Стандарт имеет разную плотность для сравнения с эталонными показателями при исследованиях Т1, Т2 для оценки пропорций шум-контраст.

Однородностные фантомы применяются для передачи однородности магнитного поля. Для вращения намагниченности применяется поле B1. Чувствительность катушки проверяется РЧ-полем (B1R). Для оценки однородности требуется анализ нескольких срезов одного фантома.

Послеоперационные Dwi мрт артефакты

Послеоперационные изменения могут искажать качество томограммы. Развитие рубцовой ткани, формирование воспаления и отеков – это анатомические субстраты, искажающие интенсивность сигнала.

Дефекты изображения возникают также после core-биопсии и вакуумного исследования. Хирургическая травма приводит к разрастанию фиброзной ткани. Описанные изменения способствуют формированию следующих изменений на МРТ:

1. На T2 изображении появляются структурные нарушения низкой интенсивности;
2. При отечности – высокоинтенсивный сигнал;
3. Контрастное усиление – последствие разрастание мелких сосудов;
4. Отсутствие усиления в застарелых рубцах;
5. Появление звездчатых образований;
6. На преконтрастном Т1 изображении – низкоинтенсивные архитектонические нарушения.

Несмотря на наличие артефактов в рубцах в послеоперационном этапе они должны быть тщательно обследованы для исключения раковой малигнизации. При злокачественном преобразовании возникает контрастное усиление МР-изображения рубца.

У части пациентов послеоперационные изменения обусловлены ранним жировым некрозом тканей. Ограниченные участки омертвения появляются не позже 6 месяцев после операции. В области поражения скапливаются гистиоциты и лейкоциты. Инфильтрация на фоне грануляционных элементов приводит к искажению МР-сигнала.

Следствием погрешностей МР-томограммы является некроз жировой ткани. На магнитно-резонансных сканах при этой патологии прослеживаются следующие признаки:

• На Т1 изображении визуализируется низкоинтенсивный очаг;
• Нечеткие контуры области с жировым некрозом;
• Рубцовы артефакты после коагуляции;
• Постконтрасные Т1 сканограммы с кольцевидным гомогенным усилением;
• Нетипичные проявления динамического контрастирования;
• На Т2 взвешенном изображении – очаги неправильной формы с разной интенсивностью.

Диффузионно-взвешенные изображения (DWI) не позволяют отличить вазогенный и цитотоксический виды отеков. Дифференцировать данные морфологические формы можно на основе ADC-карт.

Проведение методики возможно из-за беспорядочного потока воды в тканях. Во всех плоскостях передвижение молекул осуществляется одинаково. В биологических тканях движение ограниченно из-за сочетания с макромолекулами, мембранами. Степень движения воды в единице объема прямо пропорциональна плотности ткани. То есть, чем больше жидкости в межклеточной среде, тем выше диффузия. В опухолевой ткани много клеточных элементов. Оценка пропорциональности между этими средами позволяет отличить злокачественное новообразование от отечных элементов.

DWI уже несколько лет применяется для верификации внутричерепной патологии.

Последние разработки позволяют использовать диффузионно-взвешенные томограммы для обследования грудной полости, таза, дифференциации разных опухолей печени. По достоверности метод приближается к позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ/КТ).

При близкой плотности тканей возникают DWI МРТ артефакты, обусловленные формированием сигнала одинаковой интенсивности от разных морфологических субстратов сходной плотности.

На DWI режимах можно отличать некоторые послеоперационные изменения от здоровых тканей.

При работе на качественном оборудовании, тщательном обучении пациента правилам проведения магнитно-резонансной томографии удается избежать погрешностей обследования. Перед тем как назначать другой метод обследования, рекомендуется оценить полученные данные с целью последующей более достоверной магнитно-резонансной томографией с исправлением погрешностей.

Другие статьи из раздела «Общие вопросы МРТ»