Современные виды томографии - часть 19

 77 

амплитуды  и  фазы сигнала, сегментация  может  вызвать появление  изобра-
жений-«призраков».  Уменьшить  артефакт  может  выбор  иных  схем  сбора 
данных и/или последующая коррекция.  

 

Рис. 46. Проявление артефакта подвыборки 

2.9.4. Неправильные действия оператора 

Возникает  в  случае,  если  выбранная  оператором  область  сканирования 

(FOV) меньше, чем отображаемая часть тела возникает артефакт наложения 
(aliasing). Тогда часть тела, лежащая вне FOV проецируется на противопо-
ложную  сторону  изображения  в  направлении  фазового  кодирования.  Это 
вызвано тем, что градиенты кодирования фазы масштабируются только для 
области сканирования, поэтому ткани вне FOV не кодируются по фазе в со-
ответствии  с  их  положением  и  дублируют  фазы  внутри FOV, появляясь  с 
противоположной  стороны  изображения.  Для  устранения  артефакта  требу-
ется увеличить область сканирования, использовать импульсы преднасыще-
ния для нежелательной ткани, увеличить число шагов кодирования фазы. 

  

 

Рис. 47. Артефакт наложения 

Звона Гиббса проявляется в виде серий ярких или темных линий парал-

лельных и прилегающих к границам резкого изменения сигнала. Появление 
артефакта  вызвано  низкой  выборкой  на  высоких  частотах,  связанной  с  ко-
нечным числом шагов кодирования, используемым преобразованием Фурье 
для реконструкции изображения. Это приводит к неполной оцифровке эхо-
сигнала. При прямоугольной матрице изображения артефакт более заметен 
в направлении с меньшим числом шагов кодирования (например, при мат-

 

78

рице  изображения 512

×256,  артефакт  распространяется  в  направлении  фа-

зы).  Увеличение  числа  шагов  фазового  кодирования  позволяет  уменьшить 
интенсивность и сузить артефакты. 

 

Рис. 48. Звон Гиббса 

Артефакт перекрытия срезов проявляется в виде областей потери сигна-

ла  при  получении  изображений  срезов,  заложенных  под  разными  углами 
(рис. 49). Причиной  появления  артефакта  является  присутствие  насыщен-
ных спинов в отображаемом срезе. Если два среза или блока пересекаются, 
то второй получаемый срез включает уже насыщенные спины и на изобра-
жении возникают параллельные полосы отсутствия сигнала.  

 

Рис. 49. Артефакт перекрытия срезов 

Артефакт «магического угла» часто виден на изображениях связок и су-

хожилий, ориентированных под углом 55° к полю. Сигнал от молекул воды 
в  волокнах  сухожилий  обычно  не  виден  из-за  дипольных  взаимодействий, 
дающих  очень  короткое  время 

2

T .  Под  углом  около 55° к  основному  маг-

нитному полю дипольные взаимодействия обнуляются, давая рост времени 

2

T . При других углах ориентации артефакт не появляется.  

 

 79 

Рис. 50. Артефакт «магического угла» 

 

80

2.10. ЯМР спектроскопия 

Совершенствование  ЯМР-томографов  и  создание  высокопольных  сис-

тем (1,5-2 Тл)  позволило  в  клинических  условиях  производить  магнитно-
резонансную  спектроскопию  (МРС),  позволяющую  с  высокой  точностью 
измерять  спектры  различных  химических  элементов  [9].  Благодаря  этому, 
МРС  даёт  возможность  проследить  за  регионарными  метаболическими  из-
менениями. ЯМР спектры имеют следующие основные черты: 

-  ядра в различных химических группах имеют разные константы эк-

ранирования и условие резонанса выполняется на разных

 

частотах; 

-  число сигналов на спектре показывает число видов протонов; 
-  площадь пика поглощения пропорциональна числу ядер; 
-  расщепление сигнала позволяет рассчитать спин-спиновое сдваива-

ние между ядрами с не нулевыми спинами. 

Измерения химического сдвига (

δ

) проводятся относительно положения 

спектральной  линии  эталонного  ядра,  не  имеющего  никакого  окружения. 
Т.к. это невыполнимый стандарт, сдвиги обычно указываются относительно 
протонов некоторого стандартного вещества. Для 

1

H МРС это - тетраметил-

силан Si(CH

3

)

4

 (TMS), который  расщепляется  на  эквивалентные  протоны, 

для 

31

P МРС - фосфорная кислота, хотя на практике как вторичные эталоны 

используются  вода  и PCr, соответственно.  Эталонный  состав  может  нахо-
диться  в  капсуле  вне  объекта  или  внутри;  внутренние  эталоны  предпочти-
тельны, т.к. на внешние эталоны могут влиять разные условия. 

Значения 

δ  положительны,  если  образец  поглощает  энергию  на  более 

высокой частоте, чем частота эталона в постоянном поле: 

TMS

TMS

образца

ν

ν

−

ν

=

δ

/

)

(

10

6

   

 

 

(30) 

где 

образца

ν

 - частота сигнала от исследуемого образца, 

TMS

ν

 - частота сиг-

нала от тетраметилсилана. 

Множитель 10

6

  просто  масштабирует  численное  значение 

δ  в  более 

удобный размер: значения 

δ

 указаны в

 миллионных долях или ppm. 

Диапазоны химических сдвигов различны для каждого типа ядер. Для 

1

H 

спектров он составляет от 0 до 10 ppm, а для 

13

C спектров диапазон сдвигов 

уже от 0 до примерно 250 ppm. Ядра 

14

N, 

15

N, 

17

O, 

19

F имеют большие диапа-

зоны химического сдвига. Так 

17

O ядра показывают диапазон экранирования 

более 2000 ppm. Переходные ядра металлов показывают еще большие диа-
пазоны  экранирования.  Так ядро 

57

Fe  дает  диапазон  более 8000 ppm, кото-

рый делает его чрезвычайно чувствительным для электронных и структур-
ных исследований. 

На спектрах мы можем заметить расщепление резонансных линий, кото-

рые  имеют  различные  интенсивности.  Расщепление  резонансов  на  отдель-
ные  линии  возникает, потому что  каждое  ядро  может  влиять  на  локальное