Проблема артефактов изображений

…изображения, получаемые с помощью МРТ, очень чувствительны к различного рода помехам, которые являются причиной артефактов изображений.

Артефактом изображения называется любая черта, присутствующая на изображении и отсутствующая в отображаемом объекте. Иногда артефакты возникают в результате технических ошибок сканера, но чаще являются следствием естественных процессов или свойств человеческого тела. Артефакты значительно затрудняют анализ диагностических изображений и часто имитируют патологию, для исключения которой приходится заново проводить обследование или применять другие методы диагностики.

Об отделении магнитно-резонансной томографии и исследовании

Отделение магнитно-резонансной томографии консультативно-диагностического центра НИИ Профилактической педиатрии и восстановительного лечения ФГБУ "НЦЗД” РАМН работает в две смены 7 дней в неделю. Успешную работу отделения под руководством старшей медицинской сестры обеспечивают 6 рентгенлаборантов, 1 медицинская сестра процедурной, медицинский регистратор и санитарка. Весь средний медицинский персонал имеет узкую –специализированную подготовку, и раз в пять лет проходит курсы усовершенствования.

За 2011 г. в отделении было проведено 7822 исследования рентгенлаборантами под контролем старшей медицинской сестры и врачей отдела лучевой диагностики. Изменения МР-сигнала, характерные для артефактов изображения, зарегистрированы в 520 (7%) случаях. Старшей медицинской сестрой совместно с заведующим отделом лучевой диагностики был проведен анализ характера артефактов изображения, по результатам которого разработали и предложили алгоритм работы рентгенлаборантов при проведении МРТ, цель которого – предупреждение артефактов изображения и улучшение качества визуализации в МР-исследованиях.

Анализ артефактов изображения

В зависимости от источника возникновения, артефакты изображения подразделяются: на физиологические (в т. ч. артефакты движения); вызванные физическими явлениями (восприимчивость градиентных полей); вызванные неисправностью оборудования или неправильными действиями оператора.

Физиологические артефакты вызваны естественными процессами, происходящими в теле пациента, и по итогам проведенного в отделении исследования встречаются в 75% случаев некачественных исследований.

Таким образом, это наиболее распространенные артефакты. Чаще всего их причинами являлись ток крови и жидкостей, дыхание, сердцебиение и просто движения конечностей. На томограммах они проявляются в виде пятен и линейных изображений-призраков внутри и вне тела пациента. Артефакт от пульсации спинномозговой жидкости проявляется в виде темных полос.

Пример: Пациенту К. в возрасте 6 лет была назначена МРТ брюшной полости. Особенности данного исследования состоят в том, что ребенок должен уметь задерживать дыхание. Хотя рентгенлаборант может варьировать необходимое время задержки дыхания, некоторые малыши, как произошло в данном случае, не умеют этого делать. В результате получено изображение, не подходящее для расшифровки (рис. 1а). После того как рентгенлаборант объяснил и показал ребенку, как правильно задерживать дыхание, и откорректировал программу сканирования согласно индивидуальным особенностям пациента, было проведено качественное исследование (рис. 1б).

Часто на изображении возникают артефакты, вызванные движением пациента, которые проявляются в виде ложных изображений и дополнительных линейных контуров. Особенно часто двигательные артефакты возникают у детей дошкольного возраста, которым трудно длительное время оставаться в неподвижном состоянии. Для того чтобы уменьшить или избежать появления этих артефактов, нужно использовать такие программы сканирования, которые при наименьшем времени дают наиболее четкое изображение. В НИИ Профилактической педиатрии и восстановительного лечения ФГБУ "НЦЗД” РАМН используется программа Ax PROPELLER, которая способна скорректировать незначительные движения головы и обеспечить качественное изображение за минимальное время. Безусловно, большое значение имеет предварительная подготовка пациента, когда рентгенлаборант рассказывает ему, как будет проходить исследование, и объясняет, почему необходимо оставаться неподвижным. Детям для улучшения сотрудничества в процессе исследования можно предложить игру "полет в космос”, представив МР-томограф космическим кораблем, а ребенка – маленьким космонавтом.

Важно сообщить, что во время "полета” нужно лежать неподвижно. Артефакты, вызванные физическими явлениями, представляют собой разнородную группу. Артефакты химического сдвига вызваны разницей химических параметров между тканями. Например, граница между жировой тканью и водой может отображаться с дополнительными сигналами (высокой яркости), обусловленными разными химическими свойствами тканей. Причем чем больше напряженность магнитного поля, тем более выраженным будет данный артефакт. Наилучший способ его устранения – использовать программы с подавлением жира, например такую программу на SAG STIR, которая вычитает из изображения все элементы жировой ткани.

Артефакты магнитной восприимчивости встречаются в 14% случаев и проявляются в виде ярких пятен или пространственных искажений. Они могут быть вызваны присутствием медицинских устройств вблизи или внутри отображаемой области, а также наличием ферромагнитных объектов (например, металлосодержащими предметами в теле человека).

Эти артефакты на снимках выглядят, как яркие и темные участки с пространственными искажениями (рис. 2а). Важно своевременно устранить по возможности источник таких погрешностей изображения. Рентгенлаборант должен до исследования проинструктировать родителей пациента или его самого, а также выяснить или проверить наличие металлосодержащих предметов у ребенка. Если причина артефакта такого рода устранима, то изображение качественно изменяется (рис. 2б).

Роль рентгенлаборанта особенно важна при выявлении такого противопоказания для исследования, как наличие металлических предметов в теле и на теле пациента, т. к. при сканировании металл нагревается и может вызвать ожог. Металл также может стать причиной артефактов, вид которых зависит от типа материала и его формы: например, сплав титана менее ферромагнитен, чем кобальт и сталь, и дает меньший артефакт восприимчивости, т. е. меньше влияет на качество изображения.

Поэтому рентгенлаборант проводит опрос родителей и осмотр маленьких пациентов. Артефакт неоднородности поля появляется из-за магнитных материалов (внутри или на теле пациента), технических проблем и при сканировании по краю поля.

Артефакты, вызванные неисправностью оборудования, – наиболее редкие, встречаются в 11% случаев и проявляются, как правило, грубыми изменениями на МР-изображениях. Их вызывают вихревые токи, статические радиочастотные шумы, а также неполадки градиентной системы (рис. 3а). Появление грубых артефактов изображений всегда требует приостановки работы МР-системы, информирования врача-рентгенолога и вызова инженерной службы с целью их устранения (рис. 3б).

Своевременное выявление описанных артефактов рентгенлаборантами, по мнению авторов, снижает экономические затраты на проведение высокотехнологического МР-исследования примерно на 14%.

Алгоритм действий рентгенлаборанта

Основываясь на проведенном анализе качества изображения при МР-исследованиях и опыте работы в специализированном детском отделении лучевой диагностики, авторы предлагают алгоритм оптимизации труда рентгенлаборанта (приложение). Под алгоритмом в данном случае понимаются последовательность действий рентгенлаборанта при работе с ребенком в процессе МР-исследования и необходимое оснащение исследования. Законченным качественным МР-исследованием считаются полученные изображения без артефактов.

Выполнение данного алгоритма позволяет провести исследование с минимальными временными затратами и визуальными погрешностями…».