3T高場磁共振設備常見偽影的表現與對策

覃大良

（右江民族醫學院附屬醫院，廣西 百色 533000）

目前，隨著3T高場磁共振逐漸在臨床中得到廣泛的應用，其在臨床中的設備數量也在不斷增加，相較1.5T、2.5T的場強檢查，3T高場磁共振設備在臨床檢查中具有更高的檢查優勢，能夠提高影像學檢查的質量，方便了臨床醫師對患者疾病類型進行辨別。目前，1.5T系統已經在臨床中廣泛應用多年，因此，在臨床中的經驗較多，也逐漸對掃描序列及參數開展了干預。3T高場磁共振在早期通暢檢查神經系統疾病，使用磁共振波譜以觀察患者腦功能，當3T高場磁共振應用在擊鼓系統、血管成像、心臟等組織系統的檢查時，由于3T高場磁共振中序列并未優化，因此，導致在檢查過程中常出現多種偽影問題，這明顯影響了臨床檢查質量。對此，影像科醫師需要識別偽影，并分析偽影表現，制定合理的對策干預降低偽影發生率，從而提高圖像檢查質量。對此，本文主要分析了3T高場磁共振設備常見偽影表現，并提出了解決對策，詳見下文。

1 靜磁場相關偽影表現及應對措施

多數情況下，靜磁場的均勻性較其他磁場更高，當磁體內無任何物品的狀態下，靜磁場中心差異僅為百萬分之一，但在將物體放入磁場中后，則可見物體出現不同程度的磁化，而這些磁化的程度可隨著物體的不同變化。在磁共振的檢查過程中，放入的物質主要包括順磁性、抗磁性及鐵磁性物質，3種物質的不同其可能發生偽影的概率也不相同。在磁化率不同的物質交界面中，可影響局部磁場環境發生變化，包括副鼻竇等組織，而金屬夾等物質則擁有明顯的磁化率，檢查時能夠發現明顯的磁場變形及偽影。磁場的不均勻可引起靜磁場相關偽影，而磁場的不均勻主要是與環境因素、勻場等有一定關聯，也可能與短磁體邊緣引起。同時，更有學者研究發現，靜磁場不同狀態下可影響空間位置編碼梯度以及拉磨頻率，主要體現在2個層面。其一在于當體素內的拉莫頻率表現不一致的狀態下可引起質子自旋失相位，可見T2縮短及相關的序列信號降低；其次，在大范圍中的拉莫頻率發生變化后導致空間定位錯誤或變形的發生，也可由于化學移位影響頻率，因此影響脂肪抑制。另外，較大范圍磁場不均勻狀態下可利用勻場補償，但是，卻無法避免其他的不均勻性情況。另外，偽影的發生則離不開序列及參數的影響。磁敏感型偽影可從高到低進行排列，其中快速自旋回波序列由于其本身存在較多的180°聚相位梯度，因此，對磁化率效應敏感度相對較低。

另外，研究表明，磁敏感型的偽影發生與磁場的強度有一定的關聯，呈正相關，3T高場磁共振檢查時，其頻率的變化是1.5T檢查的2倍多，因此，靜磁場相關性偽影在3T的條件下較1.5T更加明顯，主要表現為信號降低。縮短序列的回波時間或增大接收帶寬，能夠有效避免偽影的發生。平面回波序列表達中，磁敏感型的偽影發生后可見圖像變形，激發平面回波序列技術則能夠明顯降低磁敏感型偽影的發生。對抑制效果較差的脂肪抑制序列則可通過小范圍勻場的調整改善偽影，另外，在掃描過程中，應注意將掃描部位放置在磁場的中心位置，以降低靜磁場相關偽影的發生。有研究發現，真實穩態梯度回波序列對靜磁場也有較高的敏感性，當磁共振頻率發生變化時，可見圖像中的條帶狀信號也可能出現丟失的現象，在對心臟等多個組織的檢查中幾乎無法避免偽影的發生，對此，影像科可通過調整磁共振頻率的放置將條帶狀偽影偏離需要檢查的區域，以此避免偽影出現。

2 射頻場相關偽影表現及應對措施

射頻場的不均勻性可導致空間位置翻轉角發生一定差異，包括自旋回波、梯度回撥序列等，實際的翻轉角多數均低于理論數值，在檢查過程中可能導致部分范圍內的信號降低，也可能在損毀梯度回波序列中受到序列T1對比主要取決于翻轉角的改變，從而導致圖像發生改變，此外，180°和90°的飽和脈沖變化也可能導致組織抑制異常，提示其波長可成為射頻場偽影發生的主要因素之一。拉莫頻率的射頻脈沖在空氣中傳導過程中，正常情況下，1.5磁共振波長大約為468cm，而3T高場磁共振波長為234cm，在人體內傳導性僅為空氣中的1/10～1/100，在人體內，相同頻率的波長也僅為空氣中的1/10～1/100。不同的物體檢查時，受到傳導性的影響可能出現局部的信號強度改變，包括交界區信號強度降低引起中心區域信號強度增高。同時，受到3T高場磁共振檢查下其脈沖波長較短的影響，其波長與多種組織結構均相似，因此，偽影更加明顯。

射頻場的不均勻是以腹部成像肝頂位置作為主要表現，觀察可見橫斷面信號較低，在消瘦人群中更加明顯，而在腹部放置水囊則能夠明顯減輕信號衰減的情況，同時也可明顯降低序列自動校準時射頻放大的強度，以提高圖像的質量。當前，新的射頻脈沖技術是利用射頻線圈陣列激發技術，能夠改善射頻脈沖的強度獲得更清晰的圖像，同時，提高射頻場的均勻性。

3 化學位移偽影表現及應對措施

由于氫質子能夠在不同的化學環境中產生不同的共振頻率，多見于高對比界面交界處，包括水-脂肪交界面等。化學位移偽影可受到磁場強度、帶寬及像素等因素的影響。導致化學偽影的主要原因在于不同化學結構分子中的氫質子具備不同的進動頻率，包括人體中最關鍵的組成組織和水分。這主要是由于水分和組織中氫質子的進動頻率有一定的差異，正常情況下，水質子的進動明顯更高于脂肪質子。而在頻率編碼中可見，由于水質子與脂肪質子存在一定的差異，因此導致兩者空間位置記錄錯誤，可見在低頻率位置發現一條亮帶，在較高的頻率中可見暗帶，這種情況多見于眼眶、腹腔等部位。脂肪與水分之間的頻率差異與磁場強度呈正比，因此，3T的化學位移偽影明顯是1.5T的兩倍高。通過抑制脂肪來減少脂肪信號，用頻率編碼的方向轉換相位，并改變化學位移的方向，延長TE以形成更大的失相位，減少脂肪信號，并減少化學位移偽影。此外，還可通過地增加像素的體積和帶寬，從而降低偽影的發生率。需要注意的是，像素體積的增加可能影響空間分辨率，明顯降低信噪比。同時，還可通過改變頻率編碼的方向降低偽影，但僅僅只能改變化學偽影的方向，不能真正地消除和降低化學位移偽影。

另外，在梯度回波序列中，在不同的TE時間點，水和脂肪質子可以處于同一階段，也可以處于180的相反階段，選擇TE成像中的脂肪和脂肪質子，則能夠在脂肪所包圍的器官周圍觀察到一條較明顯的暗影邊界線。

4 信噪比相關偽影表現及應對措施

多數情況下，在1.5T磁共振檢查時，大多數的偽影其實并不十分明顯，而在3T高場磁共振檢查下，隨著場強的提高，信噪比的增加也更加明顯，因此更容易發生偽影，包括截斷偽影等，偽影一般可發生在高對比的界面，包括膝關節內半月板、脊髓等組織中，同時，可形成亮帶及暗帶的交替現象，這可能導致影像學醫師在診斷中誤診疾病。

這種偽影的出現，主要原因是由于采樣時間有限，不能準確地描述步進信號強度的變化，因此，可以在明顯的界面位置上產生平行頻帶。這些偽影主要可以在相位編碼方向上看到，可以通過減少帶寬或減少像素體積來防止截斷偽影的發生。一定的體積效應與其他斷層圖像相同，在掃描圖像中存在一定的體積效應，使得病變的信號強度不能以客觀的方式表達，對此，可通過減薄層厚像的方式降低偽影的發生。

另外，在3T高場磁共振檢查下，血管波動偽影也較為常見，同時，也比1.5T磁共振檢查更加明顯。這主要是由于信噪比的提高場強提高后，其血液內離子流動后可導致電磁效應增加，因此發生血管波動偽影。對此，檢查可通過空間與飽和脈沖及心電門控、流動補償等干預方式減輕血管波動偽影。

5 運動偽影

最常見的運動偽影是指在成像的過程中，受到患者自身或體內臟器波動等因素的影響，在3T高場磁共振掃描過程中出現相位編碼上的多條高信號及多處模糊狀偽影。對此，臨床可在患者檢查前適當安撫患者，并給予適量的鎮靜劑，以減少運動偽影，同時，在3T高場磁共振檢查過程中，可盡量縮短圖像采集的時間。對吞咽所致的運動偽影可在喉部施加預飽和帶，以降低喉部運動偽影的發生。胸腹部運動偽影的發生可通過在3T高場磁共振檢查時，施加呼吸觸發技術及呼吸補償技術，并采取快速成像屏氣掃描，施加脂肪抑制技術，避免由于3T高場磁共振檢查圖像上脂肪高信號出現偽影，在脂肪型號抑制后可明顯可見偽影降低。對胸腹部檢查患者可適當增加預飽和帶抑制腹部皮下脂肪型號，施加腹帶減小呼吸運動的幅度，利用螺旋槳成像技術最大程度降低運動偽影。

6 結語

目前，隨著3T高場磁共振的場強提高及信噪比增加，3T高場磁共振的檢查圖像質量明顯更高，逐漸在臨床中得到廣泛使用，但同時在檢查中也出現了較多的問題，其中最常見的就是圖像偽影問題，這些偽影主要是由于高場條件本身的物理限制，或在1.5T序列直接移植到3T條件后，但沒有進行合理的優化。而為了避免3T高場磁共振偽影圖像，就需要加強分析發生偽影的主要原因，保證器械的正常運轉，及時取出患者體內相關的金屬物品，并對磁場的均勻度進行調整，并選擇合理的序列條件與參數，以降低偽影的發生，為臨床診斷提供更加優質的依據。