3.0 T磁共振6个序列产生金属伪影程度的对比

高岚　廉云敏　王璞　怀海丽河北医科大学第二医院口腔修复科，石家庄 050000



3.0 T磁共振6个序列产生金属伪影程度的对比

高岚廉云敏王璞怀海丽
河北医科大学第二医院口腔修复科，石家庄 050000

[摘要]目的对比3.0 T磁共振检查常用的6种序列所产生金属伪影的程度。方法制作4种实验铸造冠（钴铬合金、镍铬合金、低钛合金、纯钛），给实验犬依次佩戴4种实验铸造冠，进行3.0 T磁共振自旋回波T1加权像（T1W/SE）、反转恢复T2加权像（T2W/IR）、T2*梯度回波（T2*/GRE）、快速自旋回波T2加权像（T2W/FSE）、液体衰减反转恢复T1加权像（T1W/FLAIR）、螺旋桨技术T2加权像（T2W/PROP）6种序列的头部扫描，测量6种扫描序列扫描4种铸造冠时所产生的伪影最大面积和伪影涉及图像的层数，对测量结果进行对比。结果从扫描所得的图像及测量数据来看，无论扫描哪种金属，T2*/GRE序列所产生的伪影最大面积和涉及的层数均明显大于其他序列（P＜0.01），其他5种序列间差异均无统计学意义（P＞0.05）。结论T2*/GRE序列产生金属伪影程度最大，其余5种序列所产生的金属伪影程度相当。

[关键词]伪影；MRI序列；快速自旋回波；自旋回波

Supported by: Science and Technology Reaserch Plan of Health and Family planning Commission of Hebei (08115).Correspondence: Lian Yunmin, E-mail: lianyunmin@sina.com.

口腔金属冠套对头部磁共振检查时的影响越来越受到广泛关注，已有很多学者[1-4]做了相关研究。而针对金属冠所做实验的同时有学者也发现另一个现象，就是扫描相同的金属冠时，所用磁共振序列不同所产生的金属伪影程度也不同。但这方面相关的研究尤其是有关3.0 T磁共振的研究并不多见。本实验将3.0 T磁共振常用的6种序列作为研究对象，对不同序列扫描同一种金属冠时所产生的伪影进行对比研究，为磁共振检查序列的选择提供更多实验依据。

1　材料和方法

1.1实验全冠材料

所用金属冠材料分别为钴铬合金、镍铬合金、低钛合金、纯钛。

1.2实验动物

选取由河北医科大学第二医院动物室提供的成年杂种犬1只。

1.3方法

1.3.1模板冠制作全麻实验犬，选择犬的右侧上颌第二前磨牙为实验牙，适当预备邻间隙。硅橡胶制取右侧上颌后牙局部印模，超硬石膏灌注模型。模型送至义齿加工中心，利用实验室CAD-CAM系统（KaVo Everest公司，德国），切削制作均匀厚度为1 mm的纯钛冠，作为模板冠。

1.3.2其他金属冠的制作利用模板冠制作其他金属冠，将模板冠装盒、填胶，制作完成3个自凝树脂冠，作为其他3种金属铸造冠的熔模。利用树脂熔模铸造镍铬合金、钴铬合金及钛合金铸造冠。

1.3.3磁共振扫描麻醉实验犬，并将其固定在3.0 T磁共振（通用公司，美国）扫描仪检查床上，按一定顺序在犬牙上依次配戴4种实验冠，进行头颈部常用序列扫描，并做空白扫描对照。3.0 T磁共振扫描仪所用序列为自旋回波T1加权像（T1weighted-imaging of spin echo，T1W/SE）、反转恢复T2加权像（T2weighted-imaging of inversion recovery，T2W/IR）、T2*梯度回波（T2star gradient echo，T2*/GRE）、快速自旋回波T2加权像（T2weighted-imaging of fast spin echo，T2W/FSE）、液体衰减反转恢复T1加权像（T1weighted-imaging of fluid attenuate inversion recovery，T1W/FLAIR）、螺旋桨技术T2加权像（T2weighted-imaging of propeller，T2W/PROP）共计6个扫描序列（表1）。

1.4统计学分析

观察扫描图像，确定每个成像序列扫描4种金属冠所产生伪影涉及的扫描层数及伪影面积最大的层面。利用扫描仪输出电脑上的计量软件，测量伪影最大层面的伪影面积，每个数据均测量3次，取平均值。采用SPSS 19.0统计软件对最大伪影面积进行方差分析。

表1　3.0 T磁共振头部检查常用的6种序列参数Tab1　3.0 T magnetic resonance imaging six kinds sequence parameter

2　结果

3.0 T场强下6种序列在扫描4种金属铸造冠时，均产生了伪影，观察每种序列最大伪影面积和伪影涉及扫描层数（表2，图1）。T2*/GRE序列所产生伪影的最大面积及涉及的层数均明显大于其他序列，FSE序列所产生的4种金属最大伪影面积的测量值均比其他序列小。方差分析显示，3.0 T场强下，T2*/ GRE序列所产生的最大伪影面积与其他序列间差异均有统计学意义（P＜0.01），但其他5种序列间差异均无统计学意义（P＞0.05）。

表2　6种序列产生金属伪影最大面积和涉及层数的比较Tab 2　Comparison of the largest area and layers involved of the six sequence artifacts

图1　6种序列扫描冠伪影图像对比Fig 1　Comparison of the six sequence artifacts

3　讨论

3.1金属种类与金属伪影

磁场的均匀性是MRI的最基本条件[5]。而磁场中的金属冠因其本身具有磁性，干扰破坏了磁场的均匀性，一般表现为在读出方向上的图像变形，线性高信号现象，即金属伪影，属磁感应性伪影。一般磁化率越大的金属产生的伪影越大，而金属不同磁化率不同，因此不同种类的金属冠产生的伪影程度不同，有关这一方面很多学者[1-4]已做了相关研究。

3.2磁共振序列与金属伪影

本实验中T2*/GRE序列产生4种金属最大伪影面积的测量值和伪影涉及扫描层数均明显大于其他序列，与其他5种序列相比差异有统计学意义。其他5种序列伪影涉及的层数相同，金属最大伪影面积之间差异也无统计学意义。

T2*/GRE序列产生金属伪影最大，这一结果与其他学者[6-9]所做的1.5 T或3.0 T场强下的研究结果均相符。本实验从测量数值可见，快速自旋回波（fast spin echo，FSE）序列的每一种金属最大伪影面积的测量数值均小于自旋回波（spin echo，SE）序列，与其他研究[9]结果基本一致。

SE为自旋回波序列；FSE是快速自旋回波序列；梯度回波（gradient echo，GRE）是梯度回波序列；反转恢复（inversion recovery，IR）是反转恢复序列；液体衰减反转恢复（fluid attenuate inversion recovery，FLAIR）是水抑制反转恢复序列，属于IR序列的特殊MR成像序列[5]。GRE梯度回波序列中不存在180°脉冲，它只能去除成像中空间定位所施加的梯度场（MR仪梯度线圈产生的）所引起的磁场不均匀性，而对其他的磁场不均匀性没有任何作用[5]，从而导致GRE图像中金属伪影最严重。SE、FSE、IR和FLAIR等序列的基础是90°和180°脉冲的间隔存在，180°脉冲能够去除场不均，从而矫正场不均匀性引起的图像变形[5]，因此产生的金属伪影较小。而在FSE序列中，去除场不均的作用因为反复多个连续的180°脉冲作用而被进一步加强，致使其金属伪影最小。在临床手术后残留有金属植入物，金属假牙等情况下建议常规使用FSE序列[5]，通过合理的选择序列减小金属伪影。

有学者做了改变序列自身的各项参数从而减小金属伪影的研究，例如FSE序列通过进一步缩短180°脉冲间的间距，可以进一步的减少伪影[5]；序列参数FOV、BW及矩阵等的调节可以影响伪影的大小和程度[10]。因此也可通过调节扫描参数来减轻金属伪影。然而各个序列发挥着各自不同的作用，有些特殊结构的检查需要特定的序列，例如虽然GRE序列金属伪影大，但它在血管检查方面有着不可替代的作用。而序列参数也不能只是为了减小金属伪影而无限地调节，还要兼顾对图像质量的影响[10]。

因此在临床上首先需要确定金属冠的质地、数量推测伪影的范围，以及待检部位结构确定所用序列。如果伪影波及到被检部位，若不能通过改变序列规避伪影，则可酌情适量调节参数，再不济则拆除修复体。总之，对待这样的患者需要口腔医师和影像技师多学科合作交流，共同面对，帮助患者解决问题。

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（本文编辑杜冰）

·干细胞专栏·

Contrastive analysis of artifacts produced by metal dental crowns in 3.0 T magnetic resonance imaging with six sequences

Gao Lan, Lian Yunmin, Wang Pu, Huai Haili.(Dept.of Prosthodontics, The Second Hospital of Hebei Medical University, Shijiazhuang 050000, China)

[Key words]artifacts;MRI sequences;fast spin echo;spin echo

[Abstract]ObjectiveThis study aimed to observe and evaluate six 3.0 T sequences of metallic artifacts produced by metal dental crowns.MethodsDental crowns fabricated with four different materials (Co-Gr, Ni-Gr, Ti alloy and pure Ti) were evaluated.A mature crossbreed dog was used as the experimental animal, and crowns were fabricated for its upper right second premolar.Each crown was examined through head MRI (3.0 T) with six sequences, namely, T1weighted-imaging of spin echo (T1W/SE), T2weighted-imaging of inversion recovery (T2W/IR), T2star gradient echo (T2*/GRE), T2weighted-imaging of fast spin echo (T2W/FSE), T1weighted-imaging of fluid attenuate inversion recovery (T1W/FLAIR), and T2weighted-imaging of propeller (T2W/PROP).The largest area and layers of artifacts were assessed and compared.ResultsThe artifact in the T2*/GRE sequence was significantly wider than those in the other sequences (P<0.01), whose artifact extent was not significantly different (P>0.05).ConclusionT2*/GRE exhibit the strongest influence on the artifact, whereas the five other sequences contribute equally to artifact generation.

[中图分类号]R 445.2

[文献标志码]A [doi]10.7518/hxkq.2016.03.012

[收稿日期]2015-10-02； [修回日期]2016-03-05

[基金项目]河北省卫生厅科研攻关计划（08115）

[作者简介]高岚，副主任医师，学士，E-mail：kuailedegaolan@163.com

[通信作者]廉云敏，主任医师，学士，E-mail：lianyunmin@sina.com