115年:放射診斷(2)

關於影像產生假影(aliasing)的敘述,下列何者錯誤?

A可以透過增加FOV 來改善,但會增加掃描時間
B可利用相位編碼的過多採集(oversampling)來改善,且不會影響解析度(spatial resolution)
C飽和脈衝(saturation pulse)也可用來改善此假影
D如果進行3D 掃描,沿著厚度的方向亦可能產生aliasing 假影

詳細解析

本題觀念

MRI 的 aliasing(混疊、wrap-around)假影,是因為實際影像範圍超出所設定的 field of view(FOV,影像視野),超出範圍的訊號被錯誤地折返到顯示影像內。最常見的是相位編碼方向,但 3D 掃描還有厚度方向的 partition/section encoding,因此也可能在該方向發生混疊。處理時可增加 FOV、使用相位方向 oversampling,或以空間選擇性的飽和脈衝先壓低 FOV 外組織訊號。

本題的陷阱在於把「改善假影」和「一定增加掃描時間」綁在一起。增加 FOV 本身不必然增加掃描時間;若矩陣維持不變,像素尺寸會變大,空間解析度可能下降。只有在為了維持原本解析度而同步增加相位編碼步數時,掃描時間才會增加。因此判斷 A 時,要特別檢查後半句是否是必然成立,而不是只看前半句。

選項分析

  • A:錯誤。 增加 FOV 確實能降低解剖結構超出視野而折返的機會,但「會增加掃描時間」不是增加 FOV 的必然結果。若相位編碼步數與其他參數不變,FOV 增大可能讓像素變粗、空間解析度下降,掃描時間不一定改變;若要維持原解析度而增加相位編碼步數,才會拉長採集時間。

  • B:正確。 相位編碼 oversampling 會在相位方向擴大有效採集範圍,使 FOV 外訊號不容易折返到影像內。系統可再裁切或重建為原先顯示範圍,因此處方上的空間解析度可以維持;代價通常是額外相位編碼與較長的測量時間。

  • C:正確。 FOV 外的組織若產生強訊號,可能成為折返假影來源。在適當位置加上空間選擇性的 saturation pulse,可先壓低 FOV 外組織的訊號,減少進入影像內的折返訊號,因此能改善 aliasing。

  • D:正確。 3D MRI 不只有平面內的頻率與相位編碼,還要用 partition/section encoding 分辨厚度方向。若厚度方向的採樣範圍不足,FOV 外訊號也會沿厚度方向折返,所以 3D 掃描確實可能出現 section-direction aliasing。

答案解析

本題問錯誤敘述,答案為 A。增加 FOV 是改善 aliasing 的方法,但 FOV 與掃描時間沒有直接、必然的增加關係。矩陣不變時,增加 FOV 會使每個像素代表較大的實際範圍,空間解析度可能降低,時間可維持不變;若為保留原解析度而增加相位編碼數,才會產生時間代價。B 所述 oversampling、C 所述飽和脈衝,以及 D 所述 3D 厚度方向混疊,均符合 aliasing 的處理或發生機轉。

核心知識點

  1. **成因:**採樣 FOV 小於實際解剖範圍時,超出範圍的訊號會折返,形成 wrap-around。
  2. **增加 FOV:**可減少 aliasing;但矩陣不變時,像素變大,空間解析度可能下降,掃描時間不必然增加。
  3. **相位 oversampling:**擴大相位方向的有效採集範圍,可維持原顯示解析度,但通常增加相位編碼與掃描時間。
  4. **飽和脈衝:**先抑制 FOV 外的強訊號,減少折返來源。
  5. **3D 掃描:**除平面內方向外,partition/section encoding 的厚度方向也可能出現 aliasing。
  6. **判讀敘述:**看到「一定增加時間」要確認是否同時指定維持解析度或增加編碼步數;不能把可能的時間代價寫成所有設定下的必然結果。

參考資料

  1. Optimizing imaging resolution in brain MRI: understanding the impact of technical factors
  2. Aliasing artifacts in MR imaging
  3. ZOOMit powered by TimTX TrueShape
  4. Cardiovascular magnetic resonance artefacts
  5. Body MR Imaging: Artifacts, k-Space, and Solutions