Artefakte im MR-Bild

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Institut für Radiologie, Stadtspital Triemli, Birmensdorferstraße 497, 8063 Zürich, Schweiz

Zusammenfassung

Die klassischen MR-Sequenzen sind relativ langsam. Die Aufnahme eines T1-gewichteten Bildes mit einer Spinechosequenz dauert Minuten. Es ist deshalb offensichtlich, dass MRI sehr empfindlich auf jegliche Bewegung reagiert. In der täglichen Praxis sind zwei Arten von Bewegungsartefakten von Bedeutung:

Artefakte, welche durch die Atmung, Peristaltik oder das schlagende Herz verursacht werden (Atem- und Herzbewegungs- und durch Darmperistaltik verursachte Artefakte)
Artefakte, welche durch einen pulsatilen Fluss von Blutgefäßen oder Liquorzirkulation verursacht werden (Flussartefakte, „ghosting“).

Diese Art von Bewegungsartefakten ist in der täglichen Praxis sehr häufig und war in der Vergangenheit häufig auch ein Argument gegen die MR-Bildgebung des Abdomens. Bewegungsartefakte können sich entweder als Bildverzerrungen oder als so genannte „ghosts“ äußern. Ghost-Artefakte können sich z. B. bei der Darstellung des Thorax als eine bandförmige Rauschzone durch Herz und Mediastinum in Phasenrichtung äußern, verursacht einerseits durch das schlagende Herz und andererseits durch die Atemexkursionen.

Heute gibt es verschiedene Möglichkeiten, diese Art von Artefakten zu verhindern bzw. zu minimieren:

15.1 Bewegungs- und Flussartefakte

Artefakte, welche durch die Atmung, Peristaltik oder das schlagende Herz verursacht werden (Atem- und Herzbewegungs- und durch Darmperistaltik verursachte Artefakte)
Artefakte, welche durch einen pulsatilen Fluss von Blutgefäßen oder Liquorzirkulation verursacht werden (Flussartefakte , „ghosting“).

15.1.1 Atem-, Herzbewegungs- und durch Darmperistaltik verursachte Artefakte

Diese Art von Bewegungsartefakten ist in der täglichen Praxis sehr häufig und war in der Vergangenheit häufig auch ein Argument gegen die MR-Bildgebung des Abdomens. Bewegungsartefakte können sich entweder als Bildverzerrungen oder als so genannte „ghosts “ äußern. Ghost-Artefakte können sich z. B. bei der Darstellung des Thorax als eine bandförmige Rauschzone durch Herz und Mediastinum in Phasenrichtung äußern, verursacht einerseits durch das schlagende Herz und andererseits durch die Atemexkursionen.

Heute gibt es verschiedene Möglichkeiten, diese Art von Artefakten zu verhindern bzw. zu minimieren:

Um die Atembewegungen auszugleichen, sind spezielle Kompensationsalgorithmen entwickelt worden (Atemkompensation). Im einfacheren Fall wird dabei nur in einem Fenster am Ende der Exspiration gemessen („ respiratory gating“ analog zum „cardiac gating“). Raffiniertere Methoden messen aber während des gesamten Atemzyklus und sorgen dafür, dass die (qualitativ besten) exspiratorischen Messungen im Zentrum des K-Raums zu liegen kommen, wo ihr Beitrag zum Bildkontrast am größten ist.
Mittels schnellen Gradientenechosequenzen ist es möglich, das gesamte Volumen während einer Phase mit Atemstillstand zu messen. Andernfalls kann das MR-Gerät so gesteuert werden, dass es nach jeder Schicht eine (Atem)Pause einschiebt, sodass alle Schichten nacheinander in Atemstillstand aufgenommen werden können. Falls möglich, ergeben sich bei dieser Methode stets die besseren Resultate als mit einem Atemkompensationsalgorithmus; allerdings benötigt es auch mehr Zeit sowie eine gute Kooperation von Seiten des untersuchten Patienten.
Um die Bewegungen des Herzens abzufangen, können Sequenzen mittels EKG gesteuert werden („cardiac gating“). Jede R-Zacke dient dann als Startpunkt für die nächste Anregung, d. h. die Repetitionszeit entspricht dem R-R-Intervall oder einem Vielfachen davon.
Zur Reduktion der Artefakte durch Darmbewegungen kann auch ein die Peristaltik relaxierendes Medikament wie z. B. Buscopan oder Glucagon verabreicht werden.
Der Einsatz von paralleler Bildgebung (▶ Kap. 10) hilft ebenfalls, Bewegungsartefakte bedingt durch das schlagende Herz, durch die Atmung oder durch die Darmperistaltik zu vermindern.
Eine Alternative zur Aufnahme der Datensätze im Atemstillstand ist die Navigatortechnik. Die Navigatortechnik ermöglicht eine Suppression respiratorisch bedingter Bewegungsartefakte und ermöglicht beispielsweise die MR-Bildgebung des Herzens bei spontaner Atmung.
Ein besonderes Phänomen sind Liquorpulsationsartefakte . Dabei handelt es sich um intradurale hypointense Areale, welche vor allem bei sagittalen T2-gewichteten SE- und FSE-Sequenzen gesehen werden können. Liquorpulsationsartefakte können durch das Verwenden von Gradientenechosequenzen verhindert werden.

15.1.2 Flussartefakte

Flussbedingte Artefakte werden durch fließendes Blut oder durch den zerebrospinalen Liquorfluss verursacht und äußern sich in Richtung des Phasengradienten. Dies deshalb, weil die Spins, die sich entlang eines Magnetfeldgradienten (unabhängig von Schichtwahl-, Phasen- oder Frequenzgradient) bewegen oder bewegt werden, eine Phasenverschiebung erfahren (▶ Abschn. 11.1.3). Da jedoch die Phase für die Ortskodierung verwendet wird, stört jede Bewegung die korrekte räumliche Zuordnung der Signale, weil sie die Phase verfälscht. Dies kann häufig daran erkannt werden, dass z. B. ein Blutgefäß entlang der Phasenrichtung mehrmals abgebildet wird. Diese Artefakte werden im Englischen auch als „ghosts“ bezeichnet.

Flussartefakte können vermieden resp. vermindert werden durch:

Das Schalten spezieller Gradientenimpulse. Man spricht dann von einer flusskompensierten Sequenz.
Die Verwendung einer spezifischen Vorsättigung („presaturation“). Dabei erfolgt eine magnetische Absättigung an den Rändern der untersuchten Region z. B. ober- oder unterhalb der Schicht mit entsprechenden Anregungsimpulsen, die der eigentlichen Messsequenz unmittelbar vorausgehen. Damit kann einfließendes Blut bereits vor der Messung magnetisch abgesättigt werden; es löst dann kein Signal mehr aus (und verursacht folglich auch keine Artefakte).
Frequenz- und Phasenrichtung können vertauscht werden, weshalb die Artefakte, die ja nur in Phasenrichtung auftreten, nicht die zu untersuchende Körperregion stören.

Noch ein Wort zur Vorsättigung : Wir haben bereits vorab gezeigt (▶ Kap. 3, ▶ Abschn. 11.1.1

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