Aliasing

Bei der Digitalisierung eines kontinuierlichen Signals wird dieses in diskreten Abständen abgetastet. Nach dem Nyquist-Kriterium muss die Abtastfrequenz mindestens doppelt so hoch sein wie die höchste im Signal enthaltene Frequenzkomponente:

$${\displaystyle f_{sampling}\geq 2\cdot f_{max}}$$

• ${\displaystyle f_{sampling}}$ = Abtastfrequenz
• ${\displaystyle f_{max}}$ = höchste im Signal enthaltene Frequenz

Ist die Abtastfrequenz zu gering, können hochfrequente Signalanteile nicht korrekt rekonstruiert werden. Diese erscheinen im rekonstruierten Signal als niedrigere Frequenzen. Dieses Phänomen wird als Aliasing bezeichnet.

Aliasing kann in verschiedenen bildgebenden Verfahren auftreten, da dort analoge Signale digital abgetastet werden.

Magnetresonanztomographie

In der Magnetresonanztomographie tritt Aliasing vor allem in der Phasenkodierungsrichtung auf. Wird der k-Raum nicht ausreichend abgetastet, entstehen sogenannte Einfaltungsartefakte. Dabei werden Bildanteile außerhalb des Field of View (FoV) in das Bildfeld hinein projiziert.

Sonographie

In der Doppler-Sonographie tritt Aliasing auf, wenn die gemessene Flussgeschwindigkeit die durch die Pulsrepetitionsfrequenz bestimmte maximale messbare Geschwindigkeit überschreitet. Dies führt zu einem scheinbaren Umschlag der Farbdarstellung oder zu Verzerrungen im Dopplerspektrum.

Digitale Projektionsradiographie und Computertomographie

In der digitalen Projektionsradiographie oder der Computertomographie kann Aliasing auftreten, wenn räumliche Strukturen mit zu geringer Detektorauflösung oder mit zu wenigen Projektionswinkeln abgetastet werden. Dies kann zu Streifenmustern oder zum Verlust feiner Bilddetails führen. In der CT kann Aliasing auch entlang der Tischvorschubrichtung auftreten. Dieses Phänomen wird als "z-Aliasing" bezeichnet und entsteht durch unzureichende Abtastung entlang der z-Achse.

Aliasing-Artefakte können durch verschiedene Maßnahmen reduziert werden:

• Erhöhung der Abtastfrequenz
• Vergrößerung des Field of View
• Anpassung der Pulsrepetitionsfrequenz in der Doppler-Sonographie
• Verwendung von Anti-Aliasing-Filtern
• Phasenkodierungsrichtung ändern
• Oversampling bei der Datenerfassung

Diese Maßnahmen verbessern die korrekte Rekonstruktion des Signals und reduzieren Artefakte in digitalen Bildgebungssystemen.