Artefakte. Zielsetzung. Physiologische Artef akte. Einleitung. Was sind Artefakte? Welche Ursachen haben sie? W ie lassen sie sich vermeiden?

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Jesko Schmitt
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Gare Montparnasse, Paris (1895) Einleitung Einteilung in 3 Gruppen Physiologische Artef akte Messmethod ische Artef akte

1 Artefakte Thomas Allkemper Inst itu t für Klin isch e Radiolog ie Un iversität sklin iku m Münster Zielsetzung Was sind Artefakte? Welche Ursachen haben sie? W ie lassen sie sich vermeiden? Gare Montparnasse, Paris (1895) Einleitung Einteilung in 3 Gruppen Physiologische Artef akte Messmethod ische Artef akte Systembed ingte Arte fakte Ursachen Atmun g Herzsch lag Fluss ( Blut, Liquor) Autonome Bewegun g (Peristaltik/Schlucken) Augenbewe gung Unge richtete Be wegung (Patientenkooperation)

2 Atmung, Herzschlag Autonome Bewegung Fourier-Transformation Rohdatenraum stärkst e Phasenk odierung K-Raum Rohdaten MRT keine Pha senkod ie rung I A HF Anregung Flussartefakte t I R Mx y T 2* T 2* T2 Relaxation TE TR t Phasenko dierric htung Spin-Echo-Sequenz Flussric htung

3 Flussartefakte Blut Flussartefakte Blut Flussartefakte Liquor Abhilfe optimale Patien tenvo rbere itung Lagerun g Fixieru ng medikamen töse Vo rbere itung Parasympatholytika Sedierung Narkose Abhilfe Akqu isitionsd aue r Sequenztyp ändern T R verkürzen FoV reduzieren Flussko mpensation einschalten (GMR) Atemgehaltene Aufnahmen Trigge rung (EKG, Atemgurt, Navigator) Sättigungspulse Phasen kodie rrichtung d rehen I A HF I R Mx y TE TR T 2* T 2* T2 Anregung Relaxation Spin-Echo-Sequenz t t

I A HF I R Mxy 90 180 180 180 90 T R T 2* T 2* T2 T E TE TE Anregung Rel axation Turbo-Spin-Echo-Sequenz t t Reduktion des Field of View FoV-Größe ~ Ze itge winn ¾ FoV nur ¾ Zeitbedarf FoV re chte

4 I A HF I R Mxy T R T 2* T 2* T2 T E TE TE Anregung Rel axation Turbo-Spin-Echo-Sequenz t t Reduktion des Field of View FoV-Größe ~ Ze itge winn ¾ FoV nur ¾ Zeitbedarf FoV re chte ckig statt quad ratisch Nachte ile Phasenko dierric htung nic ht immer änderbar Einfaltungen 8/8 FoV 6/8 FoV 8/8 FoV 6/8 FoV Sättigungspulse Flusskompensation (GMR) Sat-Puls Sat-Puls ohne G MR mit GMR Reimer, Parizel, S tic hnoth, 2003

Effekt längs quer Einfaltungen Einfaltungen 0 72 144 216 288 360

5 Phasenkodierrichtung (Phase-Sw ap) Artefakttyp Einfaltungen Suszeptib ilitäts- Artefakte Chemische Ve rschiebun g Ringingartefakte Magic-Angle Effekt längs quer Einfaltungen Einfaltungen Einfaltungen Einfaltungen

Parallele Bildgebung Parallele Bildgebung Rückfaltungsrichtung Rückfaltungsrichtung k-raum Ortsrau m k-raum Ortsrau m

FOV SENSE 350 mm 320 mm Einfaltungen - Abhilfe Samp lin g e ines größe ren Fo V mit Ve rwerfung der Randab schnitte

(2004) 20: 1046-1051 Magne tisie rbarkeit e iner Sub stan z untersch iedliche Su szep tib ilität ve rursach t lokalen

6 Parallele Bildgebung Parallele Bildgebung Rückfaltungsrichtung Rückfaltungsrichtung k-raum Ortsrau m k-raum Ortsrau m Normale Phasenkodierung Rückfaltung Full-FOV Red. FOV SENSE 350 mm 320 mm Einfaltungen - Abhilfe Samp lin g e ines größe ren Fo V mit Ve rwerfung der Randab schnitte in Phasen kodie rrich tung (Phaseno versampling) Sättigungspulse 280 mm SENSE-F akto r verkle ine rn Goldfarb, J JMRI (2004) 20: Magne tisie rbarkeit e iner Sub stan z untersch iedliche Su szep tib ilität ve rursach t lokalen Gradienten und Feld inhomogen itäten Gewebe Fremdkörper besch leunigte Spindeph asie rung mit starken Sign alinhomogen itäten bzw. -ve rlu sten B - lokaler Gradient B = B 0 + 4π χ B 0

Sensitivität für magne tische Su szep tib

7 Sensitivität für magne tische Su szep tib ilität ist abhängig von: Feldstärke Sequenz-Typ T 1 - oder T 2 -Wichtung Feldstärke Feldstärke 1,0 Tesla 1,5 Tesla 1,5 Tesla 3,0 Tesla Merkle et al, AJR, 2005 Feldstärke Sequenztyp Gradien ten-echo Spin-Echo Turbo-Sp in-echo 1,5 Tesla 3,0 Tesla HASTE / Single-shot-TSE Merkle et al, AJR, 2005

8 Sequenztyp Gradienten-Echo Spin-Echo

Chemische Verschiebung Technischer Hintergrund chemische Umgebun g

ieden Fettmole kü le h aben n iedrige re Resonan zf requenz

Chemische Verschiebung Abhilfe Bandbre ite erhöhen Matrix erhöhen

9 Chemische Verschiebung Technischer Hintergrund chemische Umgebun g und Einflu ss des äuße ren Magnetfe ldes bei Fett / Wasse r versch ieden Fettmole kü le h aben n iedrige re Resonan zf requenz Differenz: 1,0 Tesla 145 Hz 1,5 Tesla 225 Hz 3,0 Tesla 440 Hz Chemische Verschiebung Abhilfe Bandbre ite erhöhen Matrix erhöhen Chemische Verschiebung Fett Wasser Fett FoV ve rkle inern (Verhältnis Artefakt Pixel) Frequenz- u. Phasen kodiere r tauschen 0 + 1x (5 0 Hz/p x) 3x (1 50 H z/px ) 0 + Chemische Verschiebung Ringing-Artefakte niedrige Matrix hohe Matrix

Ringing-Artefakte Ringing-Artefakte auch T runcation- oder Gibb s-arte fakt Limit de r Fou rie r-transfo rmation Oszillation an K anten/ Kontrastsp rüngen Abhilfe: Bildmatrix erhö hen Signal

10 Ringing-Artefakte Ringing-Artefakte auch T runcation- oder Gibb s-arte fakt Limit de r Fou rie r-transfo rmation Oszillation an K anten/ Kontrastsp rüngen Abhilfe: Bildmatrix erhö hen Signal Sequenztyp ändern Fourier- Transformation Ringingartefakte Ringingartefakte Matrix 256 Matrix 512 Reimer, Parizel, S tic hnoth, 2003 Magic Angle -Effekt Magic Angle -Effekt Bydder et al, JMRI, 2007 Bydder et al, JMRI, 2007

11 Magic Angle -Effekt Schichtführung Sehnen/Bände r/ne rven sign alreich in T2 abhängig vo m Win kel zum Hauptmagnetfeld max. be i ca bedingt durch Kollagen-/Fase rstru ktur Abhilfe: Lagerung des Patienten ändern Wichtung ändern (T2: TE länger, alt. T1-Wichtung) Artefakttyp Rauschen Daten fehle r fehlerh afte Ab stimmung Magne tfeld inhomogen itäten Gradien tenfeh ler HF-Feh ler Spule Fremd körpe r (Su szeptibilität), ele ktr. Ge räte Rauschen Magnetfeldinhomogenität (B0) Magnetfeldinhomogenität (B1)

12 Magnetfeldinhomogenität (B1) Magnetfeldinhomogenität (B1-3,0 T) Pulswinkel Pulswinkel ,5 T 3,0 T F. S c hic k, Tübingen Kuhl et al, Radiology, 2007 Datenfehler (Spikes) Datenfehler im K-Raum K-Raum Datenfehler HF-Fehler

13 HF-Fehler HF-Fehler Dielektrische Effekte (3,0 T) Parasitäre Anregung ( Dritter Arm ) HASTE T1-GRE + KM Merkle et al, AJR, 2005 Gradientenfehler

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