Послеоперационные артефакты что это
Послеоперационные артефакты что это
1. Синонимы:
• КТ: эффект увеличения жесткости излучения или эффект размытия изображения
• МРТ: артефакт магнитной восприимчивости
2. Определения:
• Снижение качества изображений, связанное с наличием в зоне исследования металлических протезов/имплантов
• Магнитная восприимчивость:
о Частичное намагничивание материала в условиях наведенного внешнего магнитного поля
о В области металлов, не обладающих ферромагнитными свойствами, изменение магнитного поля сканера приводит к появлению местных электрических токов
о Наличие в поле исследования тканей с различной магнитной восприимчивостью в условиях однородного магнитного поля ведет к:
— Искажению магнитного поля и, как следствие, к искажению получаемых изображений
— Появлению артефактов магнитной восприимчивости, состоящих из двух дополнительных компонентов:
Геометрические искажения + потеря сигнала в результате смещения фазы
1. Общие характеристики:
• КТ: артефакты от металлических объектов, связанные с особенностями алгоритма реконструкции изображений (фильтра):
о Силы тока рентгеновской трубки (в мА)
о Пиковое напряжение на трубке и питч
о Состав металла, форма и положение объекта
о Полихроматическая природа рентгеновских лучей, излучаемых рентгеновской трубкой, в сочетании с элиминацией низкоэнергетических фотонов ведет к появлению артефактов усиления жесткости излучения:
— Это темные полосы в областях, содержащих плотные объекты, к которым относятся, например, кости
— Эффекты частичного объема или «недолет» фотонов в результате ослабления их энергии при прохождении через плотные (металлические) объекты в зоне исследования → артефакты размытия:
Мелкие → в виде теней, крупные → вид грубых полос и темных участков, где изображение отсутствует
Являются результатом ослабления рентгеновского излучения при прохождении его через металлические конструкции, хирургические скобки и клипсы, депозиты кальция
о Металлические объекты вызывают выраженное ослабление излучения, в результате которого изображение в некоторых областях полностью утрачиваются
о Отсутствие части данных или пустые проекции приводят к появлению на конечных изображениях классической картины «сияющей звезды» или полосовидных артефактов
о Материалы с низкими коэффициентами ослабления рентгеновского излучения характеризуются менее выраженными артефактными искажениями изображений:
— Пластик (наименьший коэффициент) стандартный SE > GRE
• Протокол исследования:
о КТ: тонкосрезовая спиральная КТ позволяет получить более качественные изображения, чем использовавшиеся ранее КТ-сканеры (с дискретным формированием каждого среза)
о МРТ: оптимальные режимы исследования не должны включать градиентное эхо:
— Предпочтительными являются режимы FSE
— В оптимальном режиме FSE промежутки между эхо должны оставаться короткими (длина эхо-трейна при этом не имеет большого значения)
— Эффективны режимы одноимпульсного FSE с использованием только половины данных пространства Фурье (HASTE)
— Не следует прибегать к гибридным режимам исследования, включающим GRE и SE-компоненты
— Частоты, используемые для селективного насыщения жировой ткани, в условиях металлоконструкций обеспечивают очень низкое качество изображений
— Ориентация направления кодирования частоты вдоль длинной оси педикулярного винта позволяет снизить выраженность артефактов (за исключением области за верхушкой винта)
(Слева) MPT: артефакт от протеза шейного межпозвонкового диска. Эффекты искажения изображений в наибольшей степени выражены в направлении кодирования частот.
(Справа) На томограмме этого пациента визуализируется артефакт магнитной восприимчивости от межтелового кейджа. Факторы, влияющие на характер регистрируемых артефактов, включают состав металла (металлы, не обладающие ферромагнитными свойствами, являются источником менее выраженных артефактов), размеры импланта (артефакты от более крупных имплантов могут в большей степени экранировать окружающие структуры) и ориентация металлического объекта относительно направления внешнего магнитного поля.
в) Дифференциальная диагностика металлических артефактов позвоночника:
1. Костная ткань/остеофиты:
• Низкая интенсивность сигнала и четкие границы во всех режимах исследования: жировой костный мозг может характеризоваться высокой интенсивностью Т1-сигнала
2. Газ:
• Отсутствие протонов → отсутствие сигнала
• Пузырьки газа в эпидуральном или субарахноидальном пространстве ятрогенного происхождения
• Феномен вакуума при дегенеративных изменениях межпозвонковых дисков
3. Гематома:
• Низкая интенсивность Т2-сигнала, связанная с накоплением дезоксигемоглобина
4. Грыжа диска:
• Дегидратация или кальцификация диска, приводящие к снижению интенсивности сигнала
• Пузырьки газа вследствие феномена вакуума в области смежных участков диска
(Слева) МРТ после корпорэктомии С5 с пластикой опорным костным трансплантатом из малоберцовой кости: нет артефактов магнитной восприимчивости. Винты в телах смежных позвонков несколько искажены. Размеры артефактов увеличиваются пропорционально увеличению угла между длинной осью винта и направлением основного магнитного поля.
(Справа) МРТ после подзатылочной краниэктомии и окципитоспондилодеза с фиксацией пластиной Выраженность артефактов можно уменьшить за счет уменьшения области сканирования, использования матриц высокого разрешения, уменьшения толщины среза и высокой мощности градиента.
г) Патология. Общие характеристики:
• Этиология:
о При передних дискэктомиях шейного отдела позвоночника достаточное для появления артефактов количество частичек металла может появляться в зоне контакта с костью металлических сверел или аспирационных катетеров:
о Источниками артефактов магнитной восприимчивости после дискэктомий и спондилодезов на шейном уровне могут быть микроскопические частички никеля, меди и цинка
д) Клинические особенности:
1. Клиническая картина:
• Наиболее распространенные симптомы/признаки:
о Обычно бессимптомное течение, обычные послеоперационные изменения
2. Демография:
• Возраст:
о Любой
• Пол:
о Половая предрасположенность отсутствует
• Эпидемиология:
о В 5% случаев дискэктомий на уровне шейного отдела позвоночника металлические артефакты, наблюдаемые при лучевых методах исследования, ограничивают визуализацию дурального мешка на этом уровне
(Слева) Артефакт магнитной восприимчивости при исследовании в режиме SE/FSE (потеря и искажение сигнала) проецируется вдоль направления кодирования частот.
(Справа) С целью минимизации выраженности артефактов направление кодирования частот следует ориентировать вдоль длинной оси металлоконструкций (так, чтобы артефакт проецировался на эти металлоконструкции). При наличии в поле исследования педикулярных винтов направление кодирования частот должно быть ориентировано спереди назад. Расширение частотной полосы приемника, максимальное увеличение длины эхо-трейна, уменьшение толщины срезов и времени эхо также позволяют уменьшить выраженность артефактов магнитной восприимчивости.
е) Диагностическая памятка:
1. Следует учесть:
• После передней дискэктомии/спондилодеза на уровне шейного отдела позвоночника в зоне костного блока всегда обнаруживается небольшое число металлических артефактов:
о Они являются результатом контакта металлических инструментов с костной тканью
• Размеры МР-артефактов от педикулярных винтов коррелируют с уменьшением соотношения между размерами области сканирования и числа пикселей в направлении кодирования частот
2. Советы по интерпретации изображений:
• Минимизировать выраженность артефактов от педикулярных винтов позволяет ориентирование градиента кодирования частот параллельно длинной оси винта и использование режимов FSE
• При наличии в области исследования металлоконструкций достаточно выполнять срезы толщиной 3-4 мм, более тонкие срезы могут быть менее информативны вследствие большей выраженности артефактов
Редактор: Искандер Милевски. Дата публикации: 17.9.2019
Артефакты МРТ
Артефакты МРТ — это ложная интенсивность сигнала на изображении, не соответствующая тканевым параметрам исследуемой области. Надо заметить, что практически любая МРТ имеет те или иные артефакты. Все виды артефактов разделяют на три группы:
1) физиологические (обусловленные физиологическими движениями);
2) системные (методические);
3) аппаратные (измерительные).
Наличие артефактов снижает диагностические возможности метода, затрудняя правильную интерпретацию данных. По ходу изложения материала мы обсуждали причины возникновения как методических и аппаратных, так и физиологических артефактов, и теперь систематизируем основные способы устранения или минимизации артефактов разного типа (табл).
Аппаратные артефакты устраняются при правильной настройке измерительной аппаратуры.
В случае их появления следует обращаться к инженерной службе.
Основными методами, позволяющими устранить системные артефакты, являются:
а) изменение размера ПЗ;
б) увеличение размерности матрицы сырых данных (Nx no сравнению с размерностью матрицы изображений (oversampling);
в) увеличение числа повторов ИП (NEX).
Для устранения «звона» (размытости изображения на границах между различающимися тканями) либо увеличивают количество кодировок фазы, либо, при задании протокола ИП, меняют тип весовой функции/фильтра обработки «сырых» данных.
Системные артефакты из-за химического сдвига и посторонних металлических предметов возникают лишь в аппаратах с сильным магнитным полем; они не проявляются в слабых магнитных полях.
Наиболее важными для диагностики являются физиологические артефакты. На изображении они проявляются в виде «ряби» или «потери» сигнала от ткани, например от быстродвижущейся части потока крови или движения глаз или от присутствия металла.
Для периодических артефактов характерно появление «призраков» — многократных контуров анатомических структур в фазокодирующем направлении, так как кодирование фазы происходит с интервалом TR, сопоставимым с временами физиологических движений. Для минимизации подобных искажений применяют методы:
а) предварительного насыщения (артефакты, обусловленные дыхательными движениями, пульсацией крови в крупных сосудах и пульсацией ликвора);
б) физиологической синхронизации (дыхательной и сердечной);
в) компенсации движения тканей с помощью дополнительных градиентных импульсов (артефакты, обусловленные кровотоком и ликворотоком);
г) перемены направления фазокодирующего градиента (артефакт из-за движения глаз).
Примеры артефактов представлены ниже.
Послеоперационные артефакты что это
Артефакт представляет собой любую нежелательную структуру или предмет, записанные на изображении. Будет разумным перед выполнением рентгенографии переодеть пациента в больничную одежду, а также удостовериться, что в области исследования отсутствуют вещи пациента.
Часто пациенты нервничают и забывают снять какой-либо элемент одежды или ювелирные изделия, поэтому даже после переодевания необходимо осмотреть область ЗИ. Когда пациент уложен, а ПИ готов к экспозиции, необходимо еще раз удостовериться в том, что все больничные принадлежности, которые могут быть убраны, находятся за пределами экспозиционного поля.
Если полностью убрать какой-либо предмет нельзя, его следует хотя бы сдвинуть в сторону, чтобы он как можно меньше накладывался на область ЗИ, например можно сдвинуть провода ЭКГ-монитора. Описать все возможные артефакты в этой книге невозможно, поэтому важно, чтобы рентгенолог самостоятельно ознакомился с как можно большим их количеством.
В большинстве случаев артефакты, соответствующие каким-либо предметам, на изображении имеют большую яркость, чем анатомические структуры. Ниже перечислены наиболее частые примеры различных категорий артефактов. Если артефакт закрывает область ЗИ, но его можно устранить, то исследование следует повторить. Застежка халата, накладывающаяся на легочное поле, может легко закрыть небольшое образование. За кольцом может быть не видна линия перелома фаланги, имеющая толщину волоса. Если артефакт локализуется вне зоны интереса, то исследование повторять не нужно.
Артефакты на рентгенограмме:
РИСУНОК 1 Рентгенограмма органов брюшной полости в ПЗ проекции, полученная в положении пациента лежа на спине с положенной на живот кистью. Вероятно, это вина не рентгенолога, а пациента, который положил руку на живот для удобства, когда врач покинул диагностический кабинет. Этот пример показывает необходимость объяснения пациенту порядка проведения исследования и то, как важно сохранять правильное положение, заданное рентгенологом. Кроме того, если между укладкой пациента и экспозицией прошло много времени, необходимо снова убедиться в правильности положения пациента. Нередко пациенты, испытывающие боли в тазобедренном суставе или пояснице, подкладывают под них кисть, что приводит к ее наложению на зону интереса. 
РИСУНОК 2 Рентгенограмма органов грудной клетки в ПЗ проекции, полученная на передвижном аппарате. Руки пациента были расположены близко к туловищу. Поскольку изучение плечевых костей не является целью исследования, то и включать их в экспозиционное поле не следует.
1. Анатомические:
• Представляют собой любую анатомическую структуру в пределах экспозиционного поля, которую нельзя убрать. Если такая структура не накладывается на область ЗИ, то ее можно исключить при обработке (рис. 1 и 2)
РИСУНОК 3 Латерография правой бедренной кости в боковой проекции. Визуализируется артефакт от одежды. Появление многих внешних артефактов можно предотвратить правильной подготовкой пациента к исследованию. 
РИСУНОК 4 Рентгенограмма органов брюшной полости в ПЗ проекции, демонстрирующая внешний артефакт от подушки. 
РИСУНОК 5 Рентгенограмма коленного сустава в боковой проекции: внешний и внутренний артефакты (надписи на одежде и эндопротез).
2. Внешние:
• Представляют собой любые предметы, располагающиеся за пределами тела пациента, например личные вещи в кармане или медицинские предметы, лежащие на пациенте или под ним (колпачок для иглы, пакет со льдом и др.). К наиболее частым внешним артефактам относят серьги, кольца, ожерелья, застежки бюстгальтеров, стоматологические конструкции, заколки, провода ЭКГ-монитора и застежки больничного халата (рис. 3-5)
РИСУНОК 6 Рентгенограмма правого тазобедренного сустава в ПЗ проекции: внутренний артефакт от эндопротеза. 
РИСУНОК 7 Рентгенограмма таза в ПЗ проекции: внутренние артефакты (пять проглоченных батареек). 
РИСУНОК 8 Рентгенограмма органов грудной клетки в ПЗ проекции: правильное положение кардиостимулятора и оптимальная пенетрация сердца рентгеновским излучением. 
РИСУНОК 9 Рентгенограмма органов грудной клетки в ПЗ проекции: правильное положение ЦБК. 
РИСУНОК 10 Рентгенограмма органов грудной клетки в ПЗ проекции: правильное положение катетера легочной артерии. 
РИСУНОК 11 Рентгенограмма органов грудной клетки в ПЗ проекции: правильное положение двух плевральных дренажных трубок. 
РИСУНОК 12 Рентгенограмма органов грудной клетки грудного ребенка в ПЗ проекции: правильное положение плевральных дренажных трубок с обеих сторон. 
РИСУНОК 13 Рентгенограмма органов грудной клетки в ПЗ проекции: правильное положение ЭТТ и ЦБК.
• Представляют собой любые предметы, располагающиеся внутри тела пациента. Убрать их нельзя. К наиболее частым внутренним артефактам относят эндопротезы (рис. 6), кардиостимуляторы (см. рис. 8), центральные венозные катетеры (см. рис. 9 и 10), плевральные дренажные трубки (см. рис. 11 и 12) и эндотрахеальные трубки (см. рис. 13)
• Если на рентгенограмме в теле пациента выявляется какой-либо артефакт, которого в норме там не должно быть, рентгенологу следует осмотреть и расспросить пациента или проконсультироваться с лечащим врачом, чтобы определить, является ли артефакт внешним или внутренним. Если предмет не виден снаружи, он мог попасть в тело пациента через одно из естественных отверстий (рис. 7). Сведения о данном артефакте заносятся в медицинскую карту пациента
4. Фантомное изображение (только в компьютерной рентгенографии):
РИСУНОК 14 Компьютерная рентгенография правого плечевого сустава в ПЗ проекции. На изображении выявляется артефакт—фантомное изображение.
• Представляет собой артефакт, который возникает при неадекватной очистке запоминающей пластины перед последующей экспозицией. После экспозиции запоминающую пластину помещают в считывающее устройство, где она сканируется красным лазером, а затем направляется в блок очистки, где под воздействием высокоинтенсивного света происходит высвобождение запасенной на ней энергии. Блок очистки способен стереть запоминающую пластину, если величина ее экспозиции превышает нормальную не более чем в пять раз. При большей величине экспозиции запасенная энергия останется на запоминающей пластине в виде фантомного изображения, вследствие чего последующая экспозиция и сканирование приведут к получению изображения, похожего на таковое при двойной экспозиции (рис. 14)
• Если показатель ИЭ свидетельствует об избыточной экспозиции, запоминающую пластину подвергают повторной очистке, чтобы убедиться в полном высвобождении запасенной энергии
РИСУНОК 15 Рентгенограмма органов брюшной полости в ПЗ проекции. В компьютерной рентгенографии ПИ, оставленный в диагностическом кабинете во время выполнения дополнительных исследований или не очищенный после 48 часов бездействия, будет собирать рассеянное и фоновое излучение. Возникшее в результате вуалирование при нормализации приведет к получению картины аналогичной при избыточном рассеянном излучении. Яркая полоса, проходящая через центр изображения, соответствует части инвалидного кресла, на которую опирался ПИ, когда его оставили в диагностическом кабинете на время выполнения других исследований. Изображение внутрибрюшных структур, попавших в светлую область, характеризуется приемлемым качеством. Так могла бы выглядеть вся рентгенограмма, если бы вуалирование отсутствовало.
• Также фантомное изображение может возникать под воздействием рассеянного излучения, если ПИ был оставлен в диагностическом кабинете во время других исследований (см. рис. 15). Чтобы этого избежать, необходимо хранить как экспонированные, так и неэкспонированные ПИ вне диагностического кабинета
5. Задняя поверхность кассеты направлена в сторону источника излучения (только в компьютерной рентгенографии). Небрежное обращение с люминофорной пластиной (только в компьютерной рентгенографии):
РИСУНОК 16 Компьютерная рентгенография органов грудной клетки в ПЗ проекции. На изображении выявляется рисунок в виде «пчелиных сот», обусловленный тем, что в сторону ЦП была направлена задняя поверхность кассеты. 
РИСУНОК 17 Рентгенограмма органов грудной клетки в ПЗ проекции, полученная на передвижном аппарате CareStream DRX-Revolution. ПИ был перевернут.
• Если кассета была повернута задней поверхностью к источнику излучения, на изображении будет выявляться едва заметный рисунок из белых перегородок, «пчелиных сот» или квадратов (рис. 16 и 17)
РИСУНОК 18 Компьютерная рентгенография тазобедренного сустава в ПЗ проекции. На изображении выявляются артефакты, вызванные наличием на ПИ частиц пыли и царапин.
• Частицы пыли и грязи на поверхности люминофорной пластины приведут к появлению на изображении небольших белых точек или изогнутых белых линий (рис. 18)
• Избавиться от частиц пыли и грязи можно протерев запоминающую пластину. Избавиться от царапин можно только заменив пластину
Сокращения: ЗИ — зона интереса; ИЭ — индекс экспозиции; ПИ — приемник изображения.
— Вернуться в оглавление раздела «Лучевая медицина»
Редактор: Искандер Милевски. Дата публикации: 5.7.2021
Послеоперационные артефакты что это
а) Терминология:
• КТ: эффект увеличения жесткости излучения или эффект размытия изображения
• МРТ: артефакт магнитной восприимчивости
• Снижение качества изображений, связанное с наличием в зоне исследования металлических протезов/имплантов
б) Визуализация металлических артефактов:
• МРТ: артефакт магнитной восприимчивости, связанный с геометрическими искажениями + утратой сигнала вследствие сдвига фаз спинов и частот исследуемых тканей
о Стандартные методы ослабления МР-артефактов:
— Быстрые спин-эхо (SE) последовательности лучше, чем стандартные, которые в свою очередь лучше, чем градиентные
— Чем шире область сканирования, тем лучше
— Чем меньше размер вокселя, тем лучше
— Расширение передающих и принимающих частотных полос
— Ориентация направления кодирования частоты вдоль длинной оси металлоконструкции
— Низкая напряженность магнитного поля
— Частоты, используемые для селективного насыщения жировой ткани, в условиях металлоконструкций обеспечивают очень низкое качество изображений:
STIR-последовательность является альтернативным методом подавления жировой ткани, который в меньшей степени зависит от однородности основного магнитного поля
(Слева) На фронтальной КТ-реконструкции представлены артефакты увеличения жесткости луча. Эти артефакты вызваны эффектами частичного объема или «недолетом» фотонов вследствие затухания их энергии при прохождении высокоплотных участков (например, металла) в составе сканируемого объекта. При незначительной выраженности эти артефакты имеют вид теней, при значительной выраженности — вид грубых полос и темных участков, где изображение отсутствует.
(Справа) На аксиальном КТ срезе видны артефакты вокруг головок винтов в теле позвонка, один из которых мигрировал. 
(Слева) Различия в магнитной восприимчивости имплантов и окружающих их тканей приводят к возникновению локальных неоднородностей магнитного поля, в результате которых спины на изображении принимают неверное положение и приводят к искажению формы металлических объектов вдоль оси кодирования частот и осей выбора срезов, а также появлению участков, где сигнал отсутствует вовсе.
(Справа) На МР-И видны артефакты магнитной восприимчивости в области педикулярных винтов. Некорректное положение и непропорциональное число спинов приводит к появлению вокруг металлического объекта гиперинтенсивного ободка.
Редактор: Искандер Милевски. Дата публикации: 17.9.2019