谷好好,张兰慧,黄建军
(安徽中医药大学第一附属医院影像中心,安徽 合肥 230031)
肩关节MRI扫描中影响图像质量的因素分析
谷好好,张兰慧,黄建军
(安徽中医药大学第一附属医院影像中心,安徽 合肥 230031)
肩关节;磁共振成像;扫描技术;质量控制
肩关节疼痛常见于肩部创伤、炎症、退行性变、血管性病变或者头颈部疾病[1]。由于肩关节结构复杂,常规X线检查仅能较好地显示肩关节骨性结构[2];CT虽能较好地显示肩关节骨性结构及肌肉脂肪等,但无法清晰显示关节囊、盂唇及韧带等软组织结构[3];MRI以较高的软组织分辨力、多平面成像等优势成为肩关节病变的首选影像学检查方法,在肩关节病变的诊断中起着重要作用。本文旨在探讨如何使用规范的定位及恰当的扫描方式来提高图像质量、减少图像伪影以利于疾病的诊断。
1.1 一般资料 收集2013年1月至2014年1月94例因肩部疼痛来我院就诊的患者,男47例,女47例;年龄 17~90岁,平均50岁。其中左肩46例,右肩48例。经MRI诊断为肩袖损伤24例,肩峰下撞击综合征10例,肩关节积液13例,肩关节退变14例,肌腱损伤7例,韧带损伤1例,肿瘤7例,骨折3例,骨损伤8例,发育变异1例,正常6例。
1.2 仪器与方法 使用 Siemens Symphony 1.5 T超导型MRI扫描仪,包绕式表面线圈。患者取仰卧位,头先进,患侧肩关节尽量靠近扫描床中心,患侧上臂外旋置于体侧,掌心向上;如不能外旋,则采用中立位,即掌心面对身体;线圈中心置于肱骨头处,扫描中心位于线圈中心。扫描序列及参数见表1。
首先扫描三维定位相,横轴位取冠状定位相,扫描层面与关节盂垂直(图1),扫描范围自肩锁关节水平至肱骨颈下;双斜冠状位[4]取横轴位及矢状位定位,扫描层面与冈上肌腱平行且平行于肱骨的长轴(图2),扫描范围自锁骨外端至肩峰;双斜矢状位取横轴位及冠状位定位,与冈上肌腱垂直且平行于肱骨的长轴(图3),扫描范围包括肱骨头和整个关节盂。
1.4 图像评价 由2名主治以上影像科医师对肩关节MRI图像进行回顾分析,先评价各扫描图像,然后分析伪影原因。甲、乙、丙级片的判断标准为:①甲级:各肌腹及肌腱、关节囊、关节盂唇、韧带及骨性结构等显示清楚,无伪影,可明确诊断;②乙级:各肌腹及肌腱、关节囊、关节盂唇、韧带及骨性结构等显示较清楚,有伪影但不影响诊断;③丙级:各肌腹及肌腱、关节囊、关节盂唇、韧带及骨性结构等显示不清楚,伪影较严重,影响诊断。
表1 肩关节MRI常规扫描序列及参数(1.5 T)
本组扫描的94例患者共376个扫描序列,各序列均可清晰显示肩关节骨性及软组织结构。甲级片 342个序列,占90.9%;乙级片24个序列,占6.4%;丙级片10个序列,占2.7%;然后重新扫描乙级片及丙级片中30个序列,图像质量明显改善,占总序列的8.0%,剩余4个序列因患者疼痛、配合差,无法完成重扫。
乙级片中影响图像质量的主要因素如下:①10个序列FOV偏小,图像SNR差并产生卷褶伪影;②7个序列未行抑脂扫描,病变显示欠佳;③6个序列线圈中心偏移,信号不均匀。其解决方法包括:①适当增大FOV[5],并采用相位编码方向过采样技术或空间饱和技术;②采用STIR技术抑脂扫描(图4);③调整线圈中心至肱骨头处,且尽量使受检侧靠近主磁场中心。丙级片中影响图像质量的主要为运动伪影,包括呼吸运动伪影、血管搏动伪影及肢体运动伪影;其解决办法主要包括:①将患肢与胸壁分开一定距离,减轻呼吸运动伪影;②采用空间饱和技术、STIR技术及改变相位编码方向减少呼吸运动及血管搏动伪影[6];③固定肢体、增加回波链,以减少扫描时间、减轻肢体运动伪影。
3.1 受检者体位对图像质量的影响 在肩关节MRI检查的过程中,通常采用仰卧外旋位或仰卧中立位,一般不采用仰卧内旋位,即掌心向下,因为在肱骨内旋10°到外旋90°扫描时,冈上肌腱和冈下肌腱有时会重叠,其导致的部分容积效应可能影响诊断的准确性[7-8];受检侧肩关节尽量靠近主磁场中心,可增加图像SNR;线圈中心置于肱骨头处,扫描中心位于线圈中心,若线圈中心偏移,可导致图像信号强弱不均。为避免因扫描时间过长导致患者产生自主或不自主肢体运动,摆放体位时应以患者舒适为宜,可适当采用肩部束带、沙袋等固定,以减少肢体运动伪影。
3.2 采样方位的重要性 在肩关节疾病中,大部分肩部慢性疼痛都是由于肩袖疾病引起[9],而90%的肩袖损伤为冈上肌及肌腱的损伤[10-11]。肩袖由冈上肌、冈下肌、小圆肌和肩胛下肌的肌腱构成,是使肩关节保持动态稳定的主要结构[12]。
在肩关节MRI扫描中,横轴位扫描垂直于关节盂,是评估肩关节不稳的主要方位之一,在观察前后关节盂唇病变上有重要意义,并有助于显示肩胛下肌腱及冈下肌腱的病变。双斜冠状位扫描,显示冈上肌腱病变的效果优于斜冠状位,主要观察冈上肌及肌腱、上方盂唇等,是诊断肩袖撕裂、上盂唇前后撕裂的主要方位[13-16],且扫描方位与冈上肌腱和肱骨长轴平行,能够同时显示冈上肌、冈上肌腱全长及肱骨长轴,提供标准的肩关节冠状位图像。双斜矢状位[4]作为轴位和双斜冠状位的补充,定位垂直于冈上肌腱且平行于肱骨的长轴,可同时显示肩袖的4个部分,主要观察肩袖各部分的短轴断面、喙肩弓及喙肱韧带等,亦可提供标准肩关节矢状位图像。
3.3 成像参数及序列设定原则 在MRI成像中,确定扫描参数的主要指标是图像的SNR、空间分辨力和扫描时间,而这三者存在着矛盾统一的关系。由于SE序列具有良好的图像对比度及SNR,对解剖结构显示清楚,被应用于T1WI的扫描中[17-18];FSE和SE序列相当且可以极大的缩短扫描时间,被应用于T2WI及质子密度加权像(PDWI)的扫描中。在本组中,T2WI及PDWI均采用STIR技术,其主要是利用短TI来抑制脂肪信号、突出水信号,增强了病变内水分子的显示能力,从而提高对肩关节微细病变的检出率和准确性[19](图4);但STIR较常规T2WI及PDWI对比信噪比低,可通过增加平均采集次数来提高图像质量。
研究[20-21]表明,肩袖损伤在 PDWI的脂肪抑制序列上显示效果最佳,可清楚显示水分子信号及肌腱、肌腹、肌间隙和肩峰下三角肌滑液囊等解剖结构,且无脂肪影的干扰、伪影少。但在斜冠状位扫描时,由于冈上肌腱与主磁场之间形成约55°夹角,恰好会受到“魔角效应”的影响[22],所以斜冠状位上的STIR序列TE值一般设定在30ms以上。
3.4 常见伪影的分析 造成肩关节图像伪影主要是卷褶伪影及运动伪影[23]。卷褶伪影常出现在相位编码方向上,产生的原因主要是由于FOV偏小。但过大的FOV会降低图像的空间分辨力,可将被检查部位的最小直径调整至相位编码方向上并适当增大FOV[24-25],同时采用相位编码方向过采样技术或空间饱和技术进行纠正。
运动伪影包括呼吸运动、血管搏动及肢体运动伪影,我们可以考虑用以下方法消除或减少伪影:①检查前与患者沟通,并采用肩部束带、沙袋等固定,可以适当增加回波链以减少扫描时间,从而减轻肢体的运动伪影;②摆放体位时,将患肢与胸壁分开一定距离,以隔断呼吸传导;③改变相位编码方向,减轻呼吸运动及血管搏动伪影;④采用预饱和技术饱和胸壁,以减轻或消除呼吸运动影响;⑤采用脂肪抑制技术抑制脂肪及运动伪影。
通过本组肩关节MRI扫描,笔者认为,在MRI检查中,受检者体位、扫描方式、成像序列及参数的设置对图像质量均有不同程度的影响。因此,标准的体位摆放、多方位成像、扫描序列及参数的优化,以及过采样技术、空间饱和技术、脂肪抑制技术的应用在提高MRI图像质量及疾病诊断的敏感性上有重要意义。
图1 横轴位T2WI STIR,在冠状位上定位,垂直于关节盂,主要观察前后关节盂唇,有助于显示肩胛下肌腱及冈下肌腱的病变,是评估肩关节不稳的主要方位之一 图2 双斜冠状位T2WI STIR,在横轴位及矢状位上定位,平行于冈上肌腱及肱骨的长轴,主要观察冈上肌及肌腱、上方盂唇等,能够同时显示冈上肌、冈上肌腱全长及肱骨长轴,提供标准的肩关节冠状位图像 图3双斜矢状位T2WI STIR,在横轴位及冠状位上定位,垂直于冈上肌腱且平行于肱骨的长轴,主要观察肩袖各部分的短轴断面、喙肩弓及喙肱韧带等,可同时显示组成肩袖4个部分,提供标准肩关节矢状位图像 图4 左侧肱骨上段骨损伤 图4a 常规横轴位T2WI对病变显示不明显图4b STIR选择短TI来抑制脂肪信号,突出水信号,增强了病变内水分子的显示,可清晰显示病变
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2014-07-22)
10.3969/j.issn.1672-0512.2015.01.042
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