Aliasing artifact

تاشدگی یا aliasing: 

تصویربرداری با سکانس اسپین اکو: بیایید ناحیه ی شکم را مورد بررسی قرار دهیم، ما می دانیم اگر میدان دید ما به حدی کوچک باشد که قسمتی و نه تمام عضو مورد نظر را پوشش دهد، آرتیفکت تا شدگی رخ می دهد. ولی چرا این اتفاق رخ می دهد؟

ما یک گرادیان در جهت x با یک فرکانس ماکزیمم یا fmax در یک سوی میدان دید و یک فرکانس مینی مم یا fmin در سوی دیگر میدان دید داریم. این ها فرکانس نایکوئیست هستند. هر فرکانسی خارج از این بازه توسط گرادیان ایجاد شود، به درستی نمونه برداری نمی شود.

گرادیان اعمال شده در دو سوی میدان دیدی که ما تعیین می کنیم، متوقف نمی شوند، بلکه تا جایی که میدان مغناطیسی وجود داشته باشد ادامه می یابند. برای مثال در ناحیه ی شکم اگر ما میدان دید را کوچک کنیم و بازوها خارج آن قرار گیرند، همچنان گرادیان باعث ایجاد تغییر در فرکانس لارمور پروتون های این ناحیه می شود. همچنین فرکانس این نواحی از بازه ی fmax و fmin  ما خارج خواهد بود. به همین دلیل طبق نظریه ی نایکوئیست، سیگنال حاصله از این نواحی درون سیگنال ما نقش دارند ولی، به درستی نمونه برداری نمی شوند. فرکانس های بالاتر از fmax به عنوان فرکانس هایی، مقداری بیشتر از fmin و فرکانس های کمتر از fmin به عنوان فرکانس هایی کمی کمتر از fmax نمونه برداری می شوند و سیگنال مرتبط با این فرکانس ها که همان سیگنال بازو در این مثال می باشد، در جهت مخالف fov دیده می شوند. به مین دلیل به این آرتیفکت آرتیفکت تا شدگی می گویند.

اما چرا این آرتیفکت معمولا در جهت فاز اتفاق می افتد؟

به این دلیل که تعداد نمونه برداری ما در جهت فاز مرتبط با زمان اسکن می باشد و معمولا به منظور پایین آوردن زمان اسکن، نمونه برداری در جهت فاز را کم می کنیم که این امر باعث کاهش میدان دید و قرار گرفتن نواحی از بدن در خارج میدان دید و ایجاد آرتیفکت تا شدگی در این جهت می شود، در حالی که نمونه برداری بیش از حد در جهت فرکانس تاثیری روی زمان اسکن نداشته و معمولا میدان دید در این جهت را بزرگ انتخاب می نمایند (میدان دید مستطیلی).

 

تصویربرداری سه بعدی:

آرتیفکت تاشدگی در تصویربرداری سه بعدی نیز می تواند در تمامی سه جهت نمونه برداری نمود پیدا کند.

همانند تصویربرداری دو بعدی، این آرتیفکت می تواند در جهت x یا y یا z که همان انتخاب مقطع در تصویربرداری ۳ بعدی می باشد اتفاق بیفتد.

در تصویر a و b  آرتیفکت تاشدگی در هر دو تصویر به دلیل خارج بودن بازوها از میدان دید مشهود است. در تصویر b به دلیل کوچکتر بودن میدان دید، این آرتیفکت شدیدتر بوده و تصویر دو بازوی بیمار درون شکم بیمار دیده می شود.

 

راهکارهای کاهش این آرتیفکت:

  1. استفاده از کویل سطحی که ناحیه ی کوچکی را پوشش دهد و سیگنال های خارج از fov  را دریافت نکند .
  2. افزایش میدان دید. اگر ما میدان دید را بحدی بزرگ کنیم که تمامی آناتومی داخل آن قرار گیرد این آرتیفکت رخ نمی دهد. به این منظور باید از گرادیان ضعیفتری استفاده کنیم که فاصله بین فرکانس ماکزیمم و مینی مم زیاد شود و تمام ناحیه ی آناتومیک را پوشش دهد. برای جلوگیری از افت رزولوشن باید ماتریس تصویربرداری را نیز افزایش دهیم ولی در این صورت زمان اسکن ما نیز افزایش خواهد یافت.
  3. نمونه برداری بیش از حد در جهت فرکانس: این کار آرتیفکت ایجاد شده در جهت فرکانس را برطرف می کند. این کار روی زمان اسکن تاثیری ندارد و به همین دلیل اکثر سیستم های تصویربرداری به صورت پیش فرض این گزینه را فعال دارند.
  4. نمونه برداری بیش از حد در جهت فاز: این کار آرتیفکت ایجاد شده در جهت فاز را برطرف می کند. این کار روی زمان اسکن تاثیر دارد، این گزینه در برخی سیستم ها با نام NO PHASE WRAP یا NPW یا phase oversampling وجود دارد. در صورت استفاده از این گزینه برای ثابت نگه داشتن زمان اسکن باید nex را نصف کنیم یا در صورتی که مخالف کاهش snr باشیم باید قانع به بالارفتن زمان اسکن باشیم.
  5. پالس های اشباعی: اگر سیگنال نواحی خارج از fov را حذف کنیم این آرتیفکت را نیز حذف رده ایم.
  6. در صورتی که در تصویربرداری سه بعدیآرتیفکت تا شدگی را در جهت انتخاب مقطع ببینیم و آرتیفکت در دو انتها باشد، می توان با دور ریختن برش هایی از دو سمت میدان دید در این جهت، آرتیفکت را حذف کنیم.

 

منبع: کتاب MRI THE BASICS تالیف Ray H. HASHEMI

مترجم: حسین جمله