MRI Q&A
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Question-卷折方向:为什么卷折伪影在频率编码方向上看不到?

原文链接:Why aren't wrap-around artifacts seen in the frequency-encode direction, too?

概要
summary
frequency aliasing

卷折(混叠(aliasing)的一种)是数字信号处理的一种基础现象,理论上在相位编码和频率编码方向上都会出现。这一现象的基础如右图所示,高频信号的采样频率不够,被错误地当做低频信号。这种高频信号错配到低频会导致MR图像空间上的模糊,或卷折伪影。

为了避免频率混叠,磁共振信号的数字采样频率必须至少是信号最高频率的两倍,这个关键的采样频率称为Nyquist频率。如果采样频率低于Nyquist频率,高频信号被错认为低频信号的情形就会发生。

与在相位编码方向上的混叠不同,频率编码方向上的混叠在现代临床磁共振成像中通常不是问题。这是因为频率混叠被两种方法基本消除了:1)信号过采样;2)图像重建前的带通滤波。

过采样意味着采集了比显示所需分辨率更多的磁共振信号数据。在大多数现代磁共振扫描仪中,每个回波期间要采集512-1024次磁共振信号(虽然频率编码方向上的显示分辨率通常取为256)。换句话说,Nyquist采样率是信号最高频率的2-4倍。因为这项任务仅通过增加采样电路的数字化频率就可以完成,基本没有时间上的损失。

大多数磁共振扫描仪中默认的频率过采样系数为2倍,虽然此过采样因子是可调的。不同厂商对此技术也有不同的称呼,“频率过采样(frequency oversampling)”(Siemens,Philips,Hitachi),“抗混叠(anti-aliasing)”(GE),“频率卷折抑制(frequency-wrap suppression)”(Toshiba)。

带通滤波可以是模拟的,数字的或混合的,这种方法可以消除假的高频分量。这种滤波器允许期望带宽内的所有频率成分通过,但衰减/拒绝选择范围之外的频率分量。

由于在图像重建前对原始磁共振信号的过采样和滤波,现代MRI中频率编码方向上的混叠在不知不觉中被有效消除了。

参考材料
  • Pusey E, Yoon C, Anselmo ML, Lufkin RB. Aliasing artifacts in MR imaging. Comput Med Imag Graphics 1988;12:219-224.
相关问题
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Published

十二月 24, 2015

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