Auflösung Quiz des Monats - Artefakte Edition

  • Datum:
    01.05.2019

Gewinner ist A.F. aus Berlin.

Um was für ein Artefakt handelt es sich hier?

Wie nennt man das Phänomen der sich wiederholenden Streifen?
Welche Maßnahme wäre geeignet, um solchen Artefakten vorzubeugen?

Es handelt sich um Atemartefakte. Bei den sich regelmäßig wiederholenden Artefakten mit überlagerten Geisterbildern spricht man auch von ‚Ghosting’. Atemgating mittels Atemgurt kann helfen, sie zu vermeiden.

Abgebildet ist ein Atemartefakt als Beispiel für ein häufig auftretendes Bewegungsartefakt. Es sind die charakteristischen Geisterbilder („ghosting“) der bewegten und signalreichen Bildanteile zu sehen, die dem eigentlichen Bild überlagert scheinen. Solche Geisterbilder treten immer in Phasenrichtung (hier anterior-posterior) auf. Ursache hierfür ist, dass die Bewegung stattfindet, während in der Phasenrichtung noch Daten gesammelt und im k-Raum abgelegt werden. Bewegte Körperanteile werden dann mit falscher bzw. nicht eindeutiger Phaseninformation im k-Raum abgelegt und nach der Rekonstruktion an falschen Stellen in der Phasenrichtung des MRT-Bildes zugeordnet. Die regelmäßige Atembewegung führt zu Geisterbildern mit regelmäßigem Abstand zueinander.

Atemartefakte erkennen

Bei MRT-Aufnahmen im Thoraxbereich zeigen sich oftmals auffallende und sich regelmäßig wiederholende Artefakte mit überlagerten Geisterbildern („ghosting“) der Thoraxwand und des subkutanen Fettgewebes. Es handelt sich um Atemartefakte. Die mehrfachen Bildstörungen werden dem eigentlichen MRT-Bild dabei in Phasenrichtung überlagert.

Atemartefakte erklären

Ursächlich für solche Atemartefakte ist die Atembewegung im Thorax während der MRT- Datenakquisition. Wird eine abzubildende Körperregion während der Datenakquisition bewegt, so kann es zu einer Fehlkodierung von MRT-Signalen kommen. Während die Datenakquisition in der Frequenzrichtung des Bildes sehr schnell mit einer Echozeit in wenigen Millisekunden abgeschlossen ist, dauert die gesamte MRT-Datenakquisition in der Phasenrichtung durch wiederholte Messungen entsprechend der Repetitionszeit und der Bildmatrix sehr viel länger und ist damit anfällig für zwischenzeitliche Bewegungen. Durch die periodische Atembewegung kommt es dann zu teilweisen Mehrfachabbildungen, den Geisterbildern in Phasenrichtung des Bildes.

Atemartefakte eliminieren

Atemartefakten kann durch entsprechende Aufklärung und Vorbereitung des Patienten und durch eine möglichst bequeme Lagerung vorgebeugt werden. Atemartefakte können durch Sequenzen in Atemanhalte oder durch die Nutzung eines Atemgurts reduziert werden. Atemgating mittels Atemgurt oder Navigator-Sequenzen helfen dabei, die Atembewegung des Patienten mit der MRT-Datenakquisition zu synchronisieren. Für MRT-Aufnahmen, deren Akquisitionszeit eine Atempause überschreitet, werden auch zunehmend Sequenzen mit radialer k-Raum-Füllung und inhärenter Bewegungskorrektur angeboten.

Das Beispiel stammt aus der Broschüre „Artefakte in der MRT – Erkennen, Erklären, Eliminieren“ von Harald H. Quick. Bei Interesse sprechen Sie Ihren Außendienstmitarbeiter von Bayer Vital an.

Gewinner ist R.B. aus Kirchen/Sieg

Warum heißen solche Artefakte „Pulsationsartefakte“?

Welche Aussage zu Pulsationsartefakten ist RICHTIG?
Welche Maßnahme wäre geeignet, um Pulsationsartefakten vorzubeugen?

Die Blutpulsation in den Beckengefäßen führt in diesem Fall zu Pulsationsartefakten, die der transaxialen Beckenaufnahme überlagert sind. Pulsationsartefakte treten, ebenso wie andere Bewegungsartefakte, immer in Phasenrichtung (hier anterior-posterior) auf. Durch die pulsierende Bewegung des Blutstroms bilden sich viele diskrete und signalreiche Artefakte oberhalb und unterhalb der ursächlichen Gefäße in Phasenrichtung aus.

Pulsationsartefakte erkennen

Bei transversalen Aufnahmen im Thorax, Abdomen, Becken und in den Beinen zeigen sich oftmals Pulsationsartefakte ausgehend von der Aorta und von größeren Arterien, die sich im Bildfeld befinden (Abbildung). Erkennen lässt sich ein Pulsationsartefakt anhand von regelmäßig wiederholten, dabei äquidistanten und signalreichen Doppelbildern in Phasenrichtung oberhalb und unterhalb von pulsierenden Arterien.

Pulsationsartefakte erklären

Arterielles Blut und Liquor stellen sich in vielen Sequenzen signalreich dar. Beide Flüssigkeiten unterliegen ständiger pulsierender Bewegung. Bei transversalen MRT-Aufnahmen pulsiert das Blut senkrecht durch die Bildebene, während die für die MRT-Bildgebung not- wendigen Gradienten geschaltet werden. Dabei erfährt das Blut- oder Liquor-Signal eine Phasenänderung. Während der sequentiellen Akquisition einzelner k-Linien in Phasenrichtung werden nun die pulsierenden Signal-Bestandteile in Phasenrichtung wiederholt und äquidistant an falscher Stelle im Bild kodiert überlagert dargestellt. Es zeigen sich die für Pulsationsartefakte typischen signalreichen Mehrfachabbildungen in Phasenrichtung.

Pulsationsartefakte eliminieren

Pulsationsartefakte lassen sich beispielsweise durch die Verwendung einer EKG-Triggerung unterbinden, wobei die MRT-Bildakquisition mit der Herzfrequenz des Patienten synchronisiert wird. Weniger aufwendig und oftmals praktikabler ist die Verwendung von sogenannten HF-Sättigungspulsen vor oder hinter der Bildgebungsschicht, um arterielles und venöses Blutsignal während der MRT-Aufnahme abzusättigen. Da Pulsationsartefakte immer in der Phasenrichtung auftreten, können durch das Vertauschen der Frequenz- und der Phasenrichtung Artefakte mitunter in eine weniger störende Bildrichtung verschoben werden.

Das Beispiel stammt aus der Broschüre „Artefakte in der MRT – Erkennen, Erklären, Eliminieren“ von Harald H. Quick. Bei Interesse sprechen Sie Ihren Außendienstmitarbeiter von Bayer Vital an.

Gewinnerin ist S.R. aus L.

Welche Beschreibung trifft auf diese Artefakte am ehesten zu? 
Wie heißen diese Artefakte? 
Welche Maßnahme wäre geeignet, um solchen Artefakten vorzubeugen?

Es handelt sich um Flussartefakte, gekennzeichnet durch diffuse Bewegungsartefakte im Herzbereich. Die Synchronisierung der MRT-Aufnahme mit dem Herzschlag durch EKG-Triggerung hilft, die diffusen Bewegungsartefakte und Flussartefakte zu eliminieren. Mangels Synchronisierung der MRT-Bildaufnahme mit dem Herzschlag zeigen sich im Herzbereich diffuse Bewegungsartefakte. Zusätzlich sind dem Bild Flussartefakte in Phasenrichtung (hier anterior-posterior) diffus überlagert. Das Herz schlägt zwar regelmäßig, jedoch ist diese Bewegung sehr komplex, so dass sich in diesem Fall keine diskreten Pulsationsartefakte zeigen.

Flussartefakte erkennen

In der Nähe von allen Gefäßen und insbesondere bei MRT-Aufnahmen des Herzens können sich Flussartefakte ausbilden. Es handelt sich dabei um unregelmäßige und diffuse, dabei signalreiche Bildstörungen, die sich in Phasenrichtung ausbreiten und das eigentliche MRT-Bild überlagern. Im Gegensatz zu den Pulsationsartefakten treten die nicht-periodischen Flussartefakte eher in Form von signalreichen Verschmierungen – und weniger als diskrete Geisterbilder auf.

Flussartefakte erklären

Eher gleichmäßig fließendes Blut in Venen und Arterien sowie im Herzen stellt eine Bewegung in einem Teilbereich einer MRT-Aufnahme dar. Während der sequentiellen Akquisition einzelner k-Linien führt Blutfluss zu diffusen und signalreichen Strukturen in Phasenrichtung des MRT-Bildes. Anders als bei der Pulsation haben wir es nicht mit einer periodischen Bewegung zu tun. Diese Bewegungsart führt nicht zu diskreten Geisterbildern, sondern eher zu Verschmierungen und Unschärfe des Bildes.

Flussartefakte eliminieren

Flussartefakte lassen sich ähnlich wie Pulsationsartefakte ganz pragmatisch durch die Verwendung von HF-Sättigungspulsen vor- oder hinter der Bildgebungsschicht unterbinden. Ziel dabei ist es, das ansonsten helle Blutsignal durch die HF-Pulse abzusättigen, so dass es ohne Signal keine störenden Artefakte im eigentlichen MRT-Bild erzeugen kann. Insbesondere im Herz/Thoraxbereich bietet sich die EKG-Triggerung zur Eliminierung von Bewegungs- und Flussartefakten an.

Das Beispiel stammt aus der Broschüre „Artefakte in der MRT – Erkennen, Erklären, Eliminieren“ von Harald H. Quick. Bei Interesse sprechen Sie Ihren Außendienstmitarbeiter von Bayer Vital an.

Gewinnerin ist K.S. aus Paderborn.

Was bezeichnet man als „chemische Verschiebung“?

Welches Phänomen ist typisch für Artefakte durch chemische Verschiebung?
Wie verläuft die Frequenzrichtung in unserem Beispiel? 
Welche Maßnahme wäre geeignet, um solchen Artefakten vorzubeugen?

Als „chemische Verschiebung“ bezeichnet man die Verschiebung von Fett- und Wassersignal in Frequenzrichtung. Typisch für solche Artefakte sind helle Randsäume an Gewebe- oder Organgrenzen im Wechsel mit Signalauslöschungen. Die Frequenzrichtung verläuft in diesem Bildbeispiel von anterior nach posterior. Artefakte aufgrund von chemischer Verschiebung können effektiv reduziert werden, wenn die Auslesebandbreite in Frequenzrichtung erhöht wird.

Demonstration der chemischen Verschiebung zwischen Fett- und Wassersignal an einer sagittalen Knie-MRT bei 1,5 Tesla. Die Frequenzrichtung verläuft von anterior nach posterior also von links nach rechts in den gezeigten Bildern. Es handelt sich um eine T1-gewichtete TSE-Sequenz. In (A) wurde eine niedrige Bandbreite (BW) von 40 Hz/Pixel gewählt. Bei einer chemischen Verschiebung von 220 Hz (1,5 Tesla) ergibt sich hier eine Verschiebung von Fett- und Wassersignal um 5,2 Pixel. In (B) wurde eine hohe Bandbreite von 445 Hz/Pixel gewählt. Damit reduziert sich die chemische Verschiebung in diesem Beispiel auf 0,5 Pixel.

Pfeile in (A) zeigen, wie das fetthaltige Signal des Knochenmarks in der Kniescheibe und im distalen Femurkopf nach links verschoben wird. Es bilden sich linksseitig helle Signalüberlagerungen aus, während sich rechtsseitig ein dunkler Randsaum ausbildet. Das MRT-Bild mit hoher Bandbreite (B) zeigt die realen Verhältnisse mit nur wenig verschobenem Fett- und Wassersignal. Abgesehen von den diskreten Artefakten wirkt das gesamte Bild klarer, detailreicher und weniger verschwommen. Die Verwendung einer höheren Bildbandbreite bewirkt jedoch eine Abnahme des Signal-zu-Rausch-Verhältnisses, was sich in (B) an der Rauschzunahme zeigt.

Chemische Verschiebung erkennen

Artefakte aufgrund der sogenannten chemischen Verschiebung zeigen sich häufig als reliefartige Kantenstruktur an Organgrenzen und überall an den Übergängen von fett- und wasserhaltigen Gewebsgrenzen. Durch eine oft nur geringfügige Verschiebung von Fett- und Wassersignal in Frequenzrichtung bilden sich zu einer Seite hin signalhelle Überlagerungen und zur gegenüberliegenden Seite hin Signalauslöschungen aus (Abbildungen).

Chemische Verschiebung erklären

Wasserstoffprotonen, die in wasser- und fetthaltigen Geweben eingebunden sind, haben eine geringfügig unterschiedliche Resonanzfrequenz. Bei 1,5 Tesla liegt die Resonanzfrequenz von fetthaltigen Geweben etwa um 220 Hz niedriger als die von wasserhaltigen Geweben. Bei 3,0 Tesla ist diese Frequenzdifferenz mit etwa 440 Hz doppelt so groß. Entlang der Frequenzrichtung des MRT-Bildes werden Fett- und Wasserbestandteile entsprechend verschoben zueinander abgebildet – auch dann, wenn sie eigentlich aus dem gleichen Ort resultieren.

Dieser Effekt der chemischen Verschiebung der beiden Signale ist umso größer, je kleiner die in Frequenzrichtung bei der Bildakquisition verwendete Bandbreite ist. Artefakte durch chemische Verschiebung zeigen sich beispielsweise an Gewebe- oder Organgrenzen charakteristisch durch helle Randsäume im Wechsel mit Signalauslöschungen. Die direkte Abhängigkeit der Frequenzdifferenz zwischen Fett und Wasser von der verwendeten Magnetfeldstärke erklärt, warum diese Artefakte bei der 3,0-Tesla-MRT prinzipiell doppelt so stark ausgeprägt sind im Vergleich zur 1,5-Tesla-MRT.

Chemische Verschiebung eliminieren

Artefakte aufgrund von chemischer Verschiebung können effektiv reduziert werden, wenn die Auslesebandbreite in Frequenzrichtung erhöht wird. Dadurch wird die Verschiebung verkleinert, bis sie nicht mehr stört. Die Erhöhung der Bandbreite reduziert jedoch auch das erzielbare SNR. Eine andere Maßnahme zur Artefaktvermeidung ist die Verwendung von Fettsättigungstechniken. Durch Eliminierung des Fettsignals kann es nicht mehr zu störenden Signalüberlagerungen und Verschiebungen kommen. Als dritte Maßnahme bleibt immer noch der Tausch von Frequenz- und Phasenrichtung bei der Bildakquisition. Damit kann das vermeintliche Artefakt durch chemische Verschiebung als solches verifiziert werden und stört vielleicht weniger die Diagnostik.

Um was für ein Artefakt handelt es sich hier? 
Was ist die Ursache solcher Artefakte?
Was sollte man beherzigen, um solche Artefakte zu vermeiden?

Es handelt sich um ein Einfaltungsartefakt. Im hier gezeigten Fall wurden am linken Bildrand Nase und Kinn des Patienten „abgeschnitten“ und auf der gegenüberliegenden Bildseite im Bereich des Hinterkopfs überlagert dargestellt.

Einfaltungsartefakte gehören zu den häufigsten Artefakten in der MRT-Bildgebung. Diese liegen in der Physik der Bilderzeugung begründet. Letztendlich kann man sie auch den Bedienungsfehlern zuordnen. Einfaltungsartefakte entstehen immer dann, wenn das Bildfeld (field of view, FOV) in Phasenrichtung kleiner gewählt wird als die Ausdehnung der jeweiligen Untersuchungsregion. Die abgeschnittenen Bildbereiche werden dann in Phasenrichtung in der jeweils gegenüberliegenden Bildseite „eingefaltet“ und dem eigentlichen MRT-Bild in diesen Randbereichen überlagert (hier links-rechts).

Einfaltungsartefakte erkennen

Einfaltungsartefakte zeigen sich als Bildanteile, die an einer Seite des Bildfelds (FOV) abgeschnitten und auf der gegenüberliegenden Seite des FOV überlagert dargestellt werden (Abbildung). Dabei werden die überlagerten Bildanteile nicht gespiegelt. Einfaltungsartefakte zeigen sich immer entlang der Phasenrichtung.

Einfaltungsartefakte erklären

Immer wenn das Bildfeld (FOV) in der Phasenrichtung kleiner gewählt wird als das abzubildende Objekt, kann es in Phasenrichtung zu einer Einfaltung der außerhalb des FOV liegenden Bildanteile kommen. Die Frequenzrichtung bei der MRT-Datenakquisition ist durch ein sogenanntes Oversampling vor Einfaltungen geschützt. Hier wird inhärent zur Methode der MRT-Datenakquisition entlang der Frequenzrichtung ein doppelt so großes Bildfeld aufgenommen, welches jedoch im resultierenden MRT-Bild nicht angezeigt wird. Entlang der Phasenrichtung werden in der Regel jedoch nur genau die Daten akquiriert, die dann auch im FOV in Phasenrichtung angezeigt werden.

Da die Phasenkodierung der zeitlich limitierende Faktor bei der MRT-Datenakquisition ist, wird das FOV entlang dieser Bildrichtung in der Regel so klein wie möglich gewählt, um die Akquisitionszeit so kurz wie möglich zu halten. Übertreibt man es dabei und wählt das FOV in der Phasenrichtung kleiner als das abzubildende Objekt, dann werden die außerhalb des FOV liegenden Signalanteile mangels vollständiger Phasenkodierung abgeschnitten und an anatomisch falschen Stellen im MRT-Bild überlagert dargestellt. Je kleiner das FOV in Phasenrichtung gewählt wird, beziehungsweise je größer der abgeschnittene Bereich ist, desto größer ist der jeweils eingefaltete Bildabschnitt. Letztendlich kann man Einfaltungsartefakte daher auch als Bedienungsfehler betrachten.

Einfaltungsartefakte eliminieren

Aus der Erklärung zu den Ursachen der Einfaltungsartefakte kann man schlussfolgern, dass die Frequenzrichtung immer entlang der größten Ausdehnung des abzubildenden Körperteils verlaufen sollte. In dieser Richtung ist man vor Einfaltungen geschützt. Das FOV sollte in Phasenrichtung prinzipiell so klein wie möglich (Zeitersparnis), aber auch so groß wie nötig (Einfaltungen) und ohnehin diagnostisch sinnvoll gewählt werden. Fallweise kann man auch ein Oversampling in Phasenrichtung anwenden, um Einfaltungen vorzubeugen. Dann werden in Phasenrichtung mehr Daten akquiriert, als im resultierenden Bild angezeigt werden, dies jedoch zu dem Preis einer verlängerten Akquisitionszeit.

Wo ist die Homogenität des statischen Hauptmagnetfelds am größten?
Wie werden Magnetfeldinhomogenitäten auch genannt?
Welche Maßnahme wäre geeignet, um Magnetfeldinhomogenitäten vorzubeugen?

Die Homogenität des statischen Hauptmagnetfelds ist im Isozentrum am größten. Magnetfeldinhomogenitäten werden aufgrund ihres charakteristischen Musters auch "Zebra-Artefakte" genannt.

Zur Vermeidung von Zebra-Artefakten sollte die jeweilige Untersuchungsregion möglichst im Isozentrum positioniert werden.

Magnetfeldinhomogenitäten zeigen uns in MRT-Bildern die Grenzen des Isozentrums des MRT-Systems an. Im Isozentrum ist die Homogenität des statischen Hauptmagnetfelds am größten. Dies ist eine physikalische Voraussetzung dafür, dass idealerweise alle Spins im Bildgebungsvolumen homogen und mit gleichem Flipwinkel angeregt werden können und dann mit gleicher Phase zueinander präzedieren. In den Randbereichen des Isozentrums fällt das statische Magnetfeld zu den Rändern hin stark ab, es bilden sich lokal starke Magnetfeldgradienten aus. Diese Gradienten sorgen dafür, dass die Spins zueinander dephasieren, es bilden sich abwechselnd helle und dunkle Streifen aus, die lokal mit Signalverlusten einhergehen. Aufgrund dieser charakteristischen Muster spricht man bei Magnetfeldinhomogenitäten auch von „Zebra-Artefakten“. In dem gezeigten Fall der Becken-MRT in koronaler Orientierung und bei großem Bildfeld zeigen sich die Artefakte rings um das FOV.

Magnetfeldinhomogenitäten erkennen

Im Randbereich des Isozentrums und bei der Verwendung von großen Bildfeldern lassen sich häufig geometrische Verzerrungen und streifenförmige Signalauslöschungen im Wechsel mit signalreichen Streifenmustern beobachten. Wegen des charakteristischen Musters mit gekrümmten dunklen und hellen Streifen im Wechsel wird dieses Artefakt auch als Zebra-Artefakt bezeichnet (Abbildung).

Magnetfeldinhomogenitäten erklären

In allen Bereichen, in denen das Hauptmagnetfeld nicht homogen ist, ist die eindeutige Zuordnung von Spins gestört, geometrisch verzerrt oder es kommt aufgrund von lokalen Signaldephasierungen zu Signalauslöschungen im Wechsel mit lokalen Signalverstärkungen. Diese verlaufen oft gekrümmt und geometrisch verzerrt. Solche Artefakte aufgrund von Magnetfeldinhomogenitäten lassen sich vor allem im Randbereich des Isozentrums und insbesondere bei der Verwendung von großen Bildfeldern beobachten. Jeder Magnet hat diesbezüglich ein charakteristisches Muster, abhängig von der individuellen Bauform und der Größe des spezifizierten Isozentrums.

Magnetfeldinhomogenitäten eliminieren

Zur Vermeidung von Zebra-Artefakten sollte die jeweilige Untersuchungsregion möglichst im Isozentrum positioniert werden, sodass die Bildgebung im homogenen Volumen des Hauptmagneten stattfindet. Als weitere Maßnahme sollte das Bildfeld nicht zu groß gewählt werden, so können störende Artefakte ausgeblendet werden. Ein zusätzlicher manueller shim-Vorgang kann dabei helfen, das Hauptmagnetfeld in lokalen Bereichen etwas zu homogenisieren. Generell gilt, dass Spinecho-Sequenzen bezüglich der Artefakte durch Magnetfeldinhomogenitäten etwas weniger anfällig als Gradientenecho-Sequenzen sind.

Gewinnerin ist A.S. aus Landau.

  • Was fällt im linken Bild besonders auf?
  • Wie nennt man solche Artefakte?
  • Welche Maßnahme könnte weiterhelfen, um solche Artefakten zu vermeiden?

Unsere Abbildungen zeigen die praktischen Auswirkungen der Gradienten-Nichtlinearitäten. In diesem Beispiel wurde ein großes Bildfeld zur Darstellung der unteren Extremitäten gewählt. Im linken Bild (A) sorgen die vorhandenen Gradienten-Nichtlinearitäten für eine gekrümmte und geometrisch verzerrte Darstellung der langen Röhrenknochen, insbesondere zum oberen und unteren Ende des Bildrandes hin. Im rechten Bild (B) wurde ein Entzerrungsfilter (z.B. „large FOV filter“) angewendet, die Verzerrungen konnten somit weitgehend eliminiert werden.

Gradienten-Nichtlinearitäten erkennen
Gradienten- Nichtlinearitäten erkennt man daran, dass insbesondere längliche anatomische Strukturen, beispielsweise lange Röhrenknochen und die Wirbelsäule, mitunter geometrisch verformt erscheinen. Dies ist insbesondere zu den Randbereichen des Bildfelds verstärkt der Fall. Die Verzerrungen sind eher großflächig und scheinen die abgebildete Anatomie zu den Bildrändern hin einzuschnüren (Abbildung).

Gradienten-Nichtlinearitäten erklären
Die anatomisch korrekte und verzerrungsfreie Abbildung über das gesamte Bildfeld hinweg setzt neben einer guten Homogenität des Hauptmagnetfelds auch sehr lineare Gradientenfelder in allen drei Raumachsen zum Bildaufbau voraus. Insbesondere bei großen Bildfeldern führen nicht-lineare Gradienten zu Bildkrümmungen im Randbereich des Bildfelds. Da die Feldverteilung von Hauptmagnetfeld und von den Gradientenfeldern bei einem spezifischen MRT-System jeweils bekannt sind, kann seitens der Software eine Korrektur vorgenommen werden. Basierend auf der Kenntnis, an welcher Stelle im Bildgebungsbereich welche Gradienten-Nichtlinearitäten und damit Verzerrungen zu erwarten sind, kann dann per Software automatisiert innerhalb gewisser Grenzen eine geometrische Entzerrung vor- genommen werden.

Gradienten-Nichtlinearitäten eliminieren
Bei der MRT-Bildgebung von anatomisch großen Bereichen mit großen Bildfeldern sollten sogenannte Verzeichnis-Korrekturen oder entsprechende Entzerrungsfilter (auch „large FOV filter“) ausgewählt werden. Als zusätzliche Maßnahme sollte das Bildfeld ggf. verkleinert und die Untersuchungsregion grundsätzlich im Isozentrum des MRT-Systems positioniert werden. Hier sind die Magnetfeldhomogenität und die Gradienten-Linearität jeweils am größten und geometrische Verzerrungen eher gering ausgeprägt.

Das Beispiel stammt aus der Broschüre „Artefakte in der MRT – Erkennen, Erklären, Eliminieren“ von Harald H. Quick. Bei Interesse sprechen Sie Ihren Außendienstmitarbeiter von Bayer Vital an.


Gewinner ist B.S. aus Hamburg.

  • Es handelt sich um ein Fettsättigungsartefakt.

Unser Beispiel zeigt die unvollständige Fettsättigung in einer fettgesättigten T1-gewichteten Gradientenecho-Sequenz des Beckens. Während bei diesem Beispiel nahezu sämtliches Fettsignal erfolgreich unterdrückt wurde, zeigt sich linksseitig des Patienten eine unzureichende Fettsättigung des subkutanen Fettanteils. Das Fett zeigt sich in diesem Bereich mit unvermindert hellem Signal, wie es in einer T1-Gewichtung zu erwarten ist. Solche Artefakte zeigen sich oftmals im Randbereich des FOV dort, wo die Magnetfeldhomogenität zum Rand des Isozentrums abnimmt. An diesen Stellen herrscht eine geringere Magnetfeldstärke und die zugehörigen Resonanzfrequenzen dieser Bereiche weichen dann von der Resonanzfrequenz des eingestrahlten HF-Sättigungspulses zur spektralen Sättigung des Fetts ebenfalls ab. Die Folge ist dann eine lokal gestörte Fettsättigung. Abhilfe kann hier ein manuelles „Shimmen“ der kritischen Bereiche schaffen, so dass die Magnetfeldstärke lokal homogenisiert und angeglichen wird.

Fettsättigungsartefakte erkennen
Idealerweise wird das meist helle Fettsignal in MRT-Aufnahmen unter Verwendung von Fettsättigungstechniken vollständig und über das gesamte Bildfeld hinweg gleichmäßig abgesättigt und damit verdunkelt. Manchmal beobachtet man in fettgesättigten MRT- Bildern dennoch lokale oder auch flächige Bereiche mit intermediärem oder hellem Fettsignal, die sogenannten Fettsättigungsartefakte (Abbildung).

Fettsättigungsartefakte erklären
Wasserstoffprotonen, die in wasser- und fetthaltigen Geweben eingebunden sind, haben eine geringfügig unterschiedliche Resonanzfrequenz. Diese Frequenzdifferenz machen sich spektrale Techniken zur Fettsignalunterdrückung zunutze. Dabei werden zusätzlich zur regulären Bildgebungssequenz HF-Pulse mit der Resonanzfrequenz von Fett in das Gewebe eingestrahlt. Das Fettsignal wird damit unterdrückt und trägt nicht mehr zum Bildsignal bei. Solche Fettsättigungstechniken setzen an jedem Ort im MRT-Bild eine hohe Magnetfeldhomogenität voraus, da damit auch an allen Bildorten gleiche Resonanzfrequenzen vorherrschen, die zur spektralen Fettsättigung genutzt werden können. An Orten mit abweichender Magnetfeldstärke, also Inhomogenitäten, kann diese spektrale Trennung eingeschränkt sein, es bilden sich bevorzugt im Randbereich des Bildfeldes helle Bereiche aus, an denen das Fettsignal nicht ausreichend unterdrückt wird.

Fettsättigungsartefakte eliminieren
Wie bei allen Artefakten, die letztendlich aus ungenügender Magnetfeldhomogenität begründet sind, ist es auch bei Fettsättigungsartefakten wichtig, die Untersuchungsregion möglichst im Isozentrum des MRT-Systems zu positionieren. Zusätzlich sollte eine geeignete und effektive Fettsättigungstechnik gewählt werden. In manchen Fällen kann eine zusätzliche lokale Magnetfeldhomogenisierung in der Untersuchungsregion per manuellem „shim“ dabei helfen, diese Artefakte zu minimieren. Fettsättigungsartefakte können die MRT-Diagnostik erschweren, denn gerade durch den Vergleich von fettgesättigten und nicht-fettgesättigten Aufnahmen können fallweise wichtige diagnostische Schlüsse auf Läsionen und Gewebezusammensetzung gezogen werden.

Das Beispiel stammt aus der Broschüre „Artefakte in der MRT – Erkennen, Erklären, Eliminieren“ von Harald H. Quick. Bei Interesse sprechen Sie Ihren Außendienstmitarbeiter von Bayer Vital an.


Gewinner des Quiz ist M.W. aus Idar-Oberstein

Antwort

  • Stoffe mit einer stark positiven Suszeptibilität werden als ferromagnetisch bezeichnet.
  • Suszeptibilitätsartefakte sind besonders stark ausgeprägt bei der Verwendung von Gradientenecho-Sequenzen.
  • Spinechosequenzen können sich artefaktreduzierend auswirken – darüber hinaus tragen kurze Echozeiten und hohe Auslesebandbreiten zu einer Artefaktreduktion bei.

 

Suszeptibilitätsartefakte erkennen

An den Grenzflächen zwischen Luft, Geweben und Knochen, insbesondere im Bereich des Gesichtsschädels und im Magen-Darmtrakt, zeigen sich oftmals lokale Signalauslöschungen, manchmal begleitet von lokalen geometrischen Verzerrungen. Lokale Signalauslöschungen zeigen sich auch in der Nähe von kleinen metallischen Implantaten.

 

Suszeptibilitätsartefakte erklären

Alle Gewebe und Materialien besitzen die physikalische Eigenschaft der magnetischen Suszeptibilität. Die physikalische Größe χ beschreibt die individuelle Magnetisierbarkeit verschiedener Stoffe. Stoffe mit χ < 0, also mit negativer Suszeptibilität, werden als diamagnetisch bezeichnet. Sie werden in einem bestehenden Magnetfeld leicht abgestoßen. Stoffe mit einer gering positiven Suszeptibilität (χ > 0) werden als paramagnetisch bezeichnet und in einem gegebenen Magnetfeld leicht angezogen. Stoffe mit einer stark positiven Suszeptibilität χ >> 0 werden als ferromagnetisch bezeichnet, sie werden im Magnetfeld sehr stark angezogen.

 

Benachbarte Gewebe oder Organe weisen geringfügig unterschiedliche Suszeptibilitäten auf. An den Grenzflächen können sich daher schwache und lokal begrenzte Magnetfeldgradienten ausbilden. Diese können lokale Dephasierungen des MRT-Signals und somit Signalauslöschungen oder lokale Signalverzerrungen zur Folge haben. In der T2*-gewichteten oder der suszeptibilitätsgewichteten MR-Bildgebung (SWI) wird dieser Effekt diagnostisch genutzt, um feinste Suszeptibilitätsunterschiede beispielsweise bei Mikroblutungen und Kavernomen mit hoher Empfindlichkeit sichtbar zu machen. 

 

Suszeptibilitätsartefakte eliminieren

Suszeptibilitätsartefakte sind besonders stark ausgeprägt bei der Verwendung von Gradientenecho-Sequenzen. Daher werden Gradientenecho-Sequenzen auch verstärkt eingesetzt, um Suszeptibilitätsunterschiede diagnostisch sichtbar zu machen und nutzbringend einzusetzen. Spinechosequenzen können sich dagegen hier artefaktreduzierend auswirken, da der 180°-HF-Refokussierungspuls lokale Signaldephasierungen an Gewebegrenzflächen und in der Nähe von Implantaten teilweise kompensieren kann. Darüber hinaus tragen kurze Echozeiten und hohe Auslesebandbreiten zu einer Artefaktreduktion bei.

 

 

Das Beispiel stammt aus der Broschüre „Artefakte in der MRT – Erkennen, Erklären, Eliminieren“ von Harald H. Quick. Bei Interesse sprechen Sie Ihren Außendienstmitarbeiter von Bayer Vital an.

 

 

 

Quelle:

„Artefakte in der MRT – Erkennen, Erklären, Eliminieren“ von Harald H. Quick – S. 34/35

L.DE.MKT.DI.02.2018.1024


GewinnerIn ist S.J. aus Eichenau.

Hochfrequenz-Artefakte werden durch elektromagnetische Störeinflüsse verursacht und heißen im Englischen auch ‚zipper artifacts’.

Hochfrequenz-Artefakte erkennen
Hochfrequenz-Artefakte (HF-Artefakte) zeigen sich als Bildstörungen, die häufig den Charakter eines Musters aufweisen. Im Englischen werden HF-Artefakte auch als „Zipper“-Artefakte (zipper = Reißverschluss) bezeichnet. HF-Artefakte zeigen sich als abwechselnd helle und dunkle Streifen oder Punkte, die dem eigentlichen MRT-Bild entlang der Phasenrichtung überlagert sind (Abbildung). Dabei können lediglich diskrete Streifen vorhanden sein oder es ist mitunter das gesamte Bild betroffen.

Hochfrequenz-Artefakte erklären
Das dem MRT-Bild zugrunde liegende Signal ist prinzipiell ein sehr schwaches und hochfrequentes elektromagnetisches Signal, das mit sehr empfindlichen Hochfrequenzantennen (HF-Spulen) detektiert wird. Um dabei elektromagnetische Störeinflüsse von außen fernzuhalten, ist der MRT-Untersuchungsraum durch eine HF-Kabine elektromagnetisch komplett abgeschirmt. Alle elektrischen Geräte, die potenziell im Untersuchungsraum betrieben werden, so zum Beispiel Anästhesiezubehör, Infusionspumpen und Kontrastmittelinjektoren, müssen daher ebenfalls MRT-kompatibel sein, das heißt sie dürfen keine störende elektromagnetische Strahlung aussenden. Werden dennoch Störungen von den HF-Spulen detektiert, so können diese Störungen das MRT-Bild als diskrete signalreiche Streifen oder Muster in Phasenrichtung überlagern. HF-Störungen haben eine bestimmte Frequenz, treten daher immer an der gleichen Stelle der Frequenzrichtung im MRT-Bild auf und ergeben somit diskrete Linien oder Muster entlang der Phasenrichtung des Bildes.

 

Hochfrequenz-Artefakte eliminieren
Um HF-Artefakte zu vermeiden, sollten alle hochfrequenten Störungen aus dem Untersuchungsraum eliminiert werden. Hierzu können die folgenden Maßnahmen zielführend sein: alle Steckverbindungen von HF-Spulen noch einmal überprüfen, die Tür zum MRT-Raum fest verschließen, elektrische Fremdgeräte im MRT-Raum abschalten oder ganz entfernen. Nach Durchführung dieser Maßnahmen sollte die MRT-Messung wiederholt werden.


Gewinner des Quiz ist S.A. aus Heide.

Antwort

  • Gradientenecho-Sequenzen sind empfindlicher gegenüber Metallartefakten und verursachen größere Bildauslöschungen als Spinecho-Sequenzen. Bei der gezeigten Diffusionsgewichtung handelt es sich um eine Gradientenecho-Sequenz.
  • Metallartefakte fallen besonders gravierend aus, wenn das metallische Implantat ferromagnetische Materialien enthält.
  • Ferromagnetische Materialien (z.B. Metalleinschlüsse und Implantat-Anteile) stören das für die MRT-Bildgebung erforderliche homogene Hauptmagnetfeld und können somit großvolumige Signalauslöschungen und Bildverzerrungen verursachen.

 

Metallartefakte erkennen

Metallartefakte zeigen sich als mitunter großvolumige Signalauslöschungen und Verzerrungen in der Nähe von metallischen Einschlüssen und von metallischen Implantaten aller Art. Die Artefakte erschweren oftmals die Diagnostik in der unmittelbaren Nähe von metallischen Implantaten.

 

Metallartefakte erklären

Metallische Implantate wie Gefäßstents, chirurgische Clips und Verschraubungen, Gelenkprothesen, aber auch Zahnersatz und Zahnspangen, sind ursächlich für Metallartefakte, die sich als großvolumige Signalauslöschungen und Verzerrungen in der Nähe des Implantats zeigen. Metallartefakten liegen zwei physikalische Effekte zugrunde. Metalle erzeugen aufgrund ihrer stark positiven magnetischen Suszeptibilität lokale Suszeptibilitätsartefakte mit den damit verbundenen charakteristischen Signalauslöschungen. Dies ist insbesondere der Fall, wenn das metallische Implantat auch noch ferromagnetische Materialien enthält. Dann können die Signalauslöschungen ein Vielfaches des eigentlichen Implantatvolumens übersteigen.

Als zweiter artefaktverstärkender Effekt kommt hinzu, dass sich in elektrisch leitenden metallischen Implantaten während der MRT-Bildakquisition elektrische Wirbelströme ausbilden. Die zur MRT-Bilderzeugung erforderlichen stark wechselnden elektromagnetischen Gradientenfelder erzeugen Ströme im Implantat, die wiederum lokale Magnetfelder und Gradientenfelder in der Nähe des Implantats erzeugen. Diese sind allerdings parasitär und stören die eigentliche Datenakquisition und Ortskodierung bei der MRT-Bildgebung. Die Folge sind großvolumige Signaldephasierungen und Auslöschungen in MRT-Bildern in der Nähe von Implantaten.

 

Metallartefakte eliminieren

Spinecho-Sequenzen sind weniger anfällig gegenüber Metallartefakten als Gradientenecho- Sequenzen; ganz vermeiden lassen sich Metallartefakte in der Nähe von Implantaten und metallischen Einschlüssen jedoch nicht. Eine weitere Möglichkeit zur Artefaktreduktion und zur stark verbesserten Diagnostik in der Nähe von Implantaten bietet eine Anzahl von neu entwickelten Sequenzen zur Metall-Artefakt-Reduzierung. Diese arbeiten mit angepassten Flipwinkeln und physikalischen Mechanismen zur Reduktion von Signalauslöschungen.

 

 

Das Beispiel stammt aus der Broschüre „Artefakte in der MRT – Erkennen, Erklären, Eliminieren“ von Harald H. Quick. Bei Interesse sprechen Sie Ihren Außendienstmitarbeiter von Bayer Vital an.

 

 

 

Quelle:

„Artefakte in der MRT – Erkennen, Erklären, Eliminieren“ von Harald H. Quick – S. 38/39

L.DE.MKT.DI.02.2018.1024