淺談磁共振成像中金屬偽影的控制

朱寧玉，周小兵

南京醫科大學第一附屬醫院 放射科，江蘇 南京 210029

淺談磁共振成像中金屬偽影的控制

朱寧玉，周小兵

南京醫科大學第一附屬醫院 放射科，江蘇 南京 210029

本文探討磁共振（MR） 磁敏感偽影（MSA）生成的機制、影響因素及抑制方法。[關鍵詞] 磁共振成像；磁敏感偽影；自旋回波序列；磁性物質

磁場的均勻性是磁共振（MR）成像的基本條件，磁場環境不穩定都會引起磁場均勻性的破壞。臨床把MR 成像過程中主磁場受磁化干擾而形成的幾何變形和信號失真的影像稱為磁敏感偽影（magnetic susceptibility artifact，MSA）。目前，各種金屬材料，如齒科材料、骨科材料等在臨床上均有廣泛的運用。在常規磁共振成像過程中當金屬位于成像區域內（金屬假牙進行鼻咽部檢查），會造成圖像質量明顯下降，甚至完全不能作為診斷依據。因此，在磁共振檢查中，要求利用一系列技術盡可能地降低磁共振成像的金屬偽影，使圖像達到診斷要求。

1 物質的磁性

（1）抗磁性物質，如CH-化合物，在外磁場的作用下，產生和主磁場相反的磁場，在物質內部所產生的磁場大小明顯小于所處的外在磁場強度。如水分子在1.5T（1500G）的外在場中會產生0.015G，方向與主磁場相反的磁場。

（2）順磁性物質在外加磁場的作用下，會產生與主磁場方向相同，比抗磁性物質強10000倍的磁場，如對比劑釓（Gd）在1.5T的磁場中會產生150G的外加磁場。

（3）鐵磁性物質在磁場中會產生與主磁場方向相同，強度很大的磁場。如含鐵的合金在1.5T下會產生150萬G的磁場這已大于成像系統的磁場強度，而且附加磁場在外磁場消失后并不立即消失，這類物質會嚴重影響臨近質子進動頻率和相位，在磁共振成像中造成嚴重的影響。

2 醫用金屬材料

（1）醫用不銹鋼：有鐵素體、奧式體和沉淀硬化型不銹鋼；奧式體不銹鋼無磁性，抗腐蝕性能好，廣泛用于人工關節，骨折內固定器械、各種齒冠，固定支架人工心臟瓣膜等。

（2）醫用鈷基合金。主要是鈷鉻鉬合金，用于骨科、牙科、整形科等。其力學性能、耐腐蝕性能及生物相容性好，用于制造人工關節、齒科材料等。

（3）醫用貴金屬。金和銀（逆磁性物質）貴金屬具有獨特的物理及化學性能，對生物組織無毒，刺激性小，美觀，多用于心臟起搏器，牙齒修復等。

（4）醫用鈦（順磁性物質）及其合金鈦鋁釩等，生物相容行好。耐腐蝕性好合金密度小，具有一定的力學相容性，主要用于整形外科等。

3 金屬類物質產生偽影的機制

MR成像的層面內空間定位是依靠在序列中施加額外的線性空間定位梯度來進行的。線性變化的梯度場每一點都對應著空間讀出方向上的每一條線的位置。如果臨近出現具有一定磁性的物質，所產生的磁場與原來的梯度編碼磁場相疊加，就破壞局部磁場的均勻性，從而導致機體組織局部區域的磁場不再均勻，相鄰組織質子進動頻率和相位發生變化，T2*明顯縮短，MR信號下降，像素的定位關系發生錯誤。由于局部磁場變化（根據拉莫定律），造成質子信號被錯誤的解讀在圖像的錯誤位置上造成圖像變形。主磁場強度越高，產生的偽影越大。

4 金屬偽影矯正技術

（1）MR檢查前仔細詢問病史，詢問病人主管的臨床醫生，充分了解金屬物種類、部位形狀大小。如果可能，應盡量去除受檢者體內及體表的金屬異物

（2）金屬材料的形狀、大小、成分，鐵磁性材料的磁化率很高，產生的偽影也大，鈦合金屬于順磁性物質，偽影較鐵磁性物質輕，但也影響圖像質量。

磁敏感偽影的形態隨金屬釘與主磁場的角度而改變。當釘長軸與主磁場夾角增大，金屬偽影將成比例增大，金屬物的長軸在磁體內與主磁場方向一致時，偽影相對小一些。

（3）掃描序列的類型和參數：① FSE、SE 及IR 序列帶有180 °相位重聚脈沖，對主磁場不均勻造成的質子失相位效應（T2*衰減）抑制效果好。自旋回波SE或FSE序列比梯度回波GRE產生的偽影小，平面回波EPI成像最差。②快速自旋回波序列（FSE）選短回波間距（ETL），對磁敏感效應的敏感性比長回波間距的快速自旋回波序列及常規自旋回波序列低。③ 使用小的感興趣區、高分辨率矩陣，薄層和高梯度磁場可以減小金屬偽影，小體素成像，如增加掃描矩陣，減低掃描層厚。④ TE是影響圖像質量的關鍵因素，偽影隨TE延長而加重，這在GRE序列表現更明顯，主磁場不均勻造成的T2*衰減，自由水分子因彌散（布朗運動）造成的失相位，隨著TE延長，彌散效應越明顯，偽影也越重。應選擇短回波時間（TE）。⑤ 因偽影在成像平面內傾向于沿頻率編碼方向分布，可以改變頻率編碼與相位編碼的方向，可以使偽影避開需要觀察的組織，某些情況也可以變換病人體位或改變層選方向，以使需要觀察的組織避開偽影。⑥采用增加帶寬的方式掃描，增加帶寬后，金屬體偽影導致的鄰近區域信號缺失、畸變，較常規掃描成像有明顯改善。常規掃描偽影面積大，常規掃描信噪比高。增加帶寬的掃描方式，是簡便易行的抑制金屬偽影的方法，由于其導致遠隔區域偽影范圍擴散，圖像信噪比下降，仍需與常規掃描對照觀察。⑦ 高場MR中，頻率法經常用于病變中的脂肪抑制，頻率選擇脂肪抑制主要是依靠水與脂肪中氫質子的共振頻率不同。在成像容積內磁場必需均勻，才可以獲得圖像內均一的脂肪抑制。金屬配件或碎片周圍磁場變異導致磁場不均勻，因而脂肪抑制效果差。可選擇短反轉時間反轉恢復法（STIR）用于脂肪抑制，STIR序列對磁場的依賴性較小，圖像偽影較小，但檢查時間長

5 小結

隨著臨床醫用金屬材料的日益廣泛的應用，MR偽影的矯正技術也越來越受到大家的重視，新的技術也會不斷出現，影像工作者應迎接挑戰，用更合適的MR檢查技術以矯正偽影，努力減少偽影給影像診斷帶來的影響，更好地為患者服務。

[1] 韓鴻賓.臨床磁共振成像序列設計與應用[M].北京:北京大學醫學出版社,2007:186-189.

[2] 彭俊玲,等.磁共振預飽和技術抑制偽影的應用探討[J].當代醫學,2009,16(7):72-73.

[3] 于曉君,侯仲軍,利晞.以增加帶寬的方式來抑制磁共振金屬偽影[J].實用醫技雜志,2007,14(21):2806-2809.

[4] 張文禹,王燕一.口腔金屬固定修復體與磁共振圖像偽影的關系[J].中華老年口腔醫學雜志,2009,7(2):114-117.

[5] 嚴少文,劉麗.減少金屬修復體在磁共振成像中偽影的研究進展[J].國際口腔醫學雜志,2008,35(6):712-714.

[6] 關小菊,劉娟,李長福.口腔不同材料烤瓷冠磁共振成像偽影的實驗研究[J].中華老年口腔醫學雜志,2010,9(2):107-109,123.

[7] 張偉,王愛軍.磁共振檢查中口腔金屬物對圖像的影響及應對策略[J].寧夏醫科大學學報,2011,33(2):158-159.

Talking about Magnetic Resonance Imaging Metal Artifact Control

ZHU Ning-yu, ZHOU Xiao-bing
Radiology Department, First Hospital Affiliated to Nanjing Medical University,Nanjing Jiangsu 210029, China

Explore MR magnetic sensitive artifact (MSA) genereted mechanism factors and suppression method

MRI; MSA; SE sequence; magnetic materials

R445.2

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2011.12.033

1674-1633(2011)12-0097-02

2011-05-03

作者郵箱：zhouxb1451@126.com