Артефакты Гиббса и усечения

Артефакт Гиббса, также известный как артефакт усечения или артефакт «звона» (кольцевания), представляет собой разновидность артефактов МРТ. Он проявляется серией линий на МР-изображении, параллельных резким и выраженным перепадам интенсивности структур в данной области, например на границе ЦСЖ и спинного мозга или костей черепа и головного мозга.

МР-изображение реконструируется из k-пространства, которое представляет собой конечную выборку сигнала, подвергаемую обратному преобразованию Фурье для получения итогового изображения. На высококонтрастных границах (скачкообразный разрыв в математических терминах) преобразование Фурье соответствует бесконечному числу частот. Поскольку МР-дискретизация конечна, это несоответствие проявляется на реконструированном изображении в виде серии линий. Они могут возникать как в направлении фазового, так и частотного кодирования.

Чем больше шагов кодирования, тем менее интенсивны и уже артефакты. На рисунке 1 показаны эффекты Гиббса, возникающие в результате преобразования Фурье при резком перепаде интенсивности изображения. На рисунке 2 видны выраженные светлые и тёмные полосы по краям, затухающие к верхней и нижней частям фантома. На рисунке 3 показан минимальный артефакт, равномерно наблюдаемый по периферии фантома в результате увеличения размера матрицы в направлении фазового кодирования.

Способы устранения

• увеличение размера матрицы (т. е. частоты дискретизации для направления кодирования частоты и количества шагов фазового кодирования для направления фазы)

• использование сглаживающих фильтров (двумерная экспоненциальная фильтрация, реконструкция Гегенбауэра и т. д.)

• если одной из границ является жировая ткань, применение подавления сигнала от жира

История и этимология

Джозайя Уиллард Гиббс (Josiah Willard Gibbs, 1839–1903) — американский математик и физик.

См. также

• артефакт усечения (КТ)