镍铬合金桩核冠模型在不同MR序列伪影的比较研究

王雅静张惠英李 晖

1.河北联合大学，唐山063000；2.河北联合大学附属医院MR室，唐山063000

镍铬合金桩核冠模型在不同MR序列伪影的比较研究

王雅静1张惠英2▲李 晖2

1.河北联合大学，唐山063000；2.河北联合大学附属医院MR室，唐山063000

目的探讨不同MR扫描序列中镍铬合金桩核冠模型的伪影大小。方法选取临床常用的镍铬合金制成左下6标准桩核冠模型，将其固定于水模中。应用西门子1.5 T MR扫描仪，采用头线圈对水模进行扫描，同时应用头部常用的扫描序列（SE T1WI、TSE T2WI、FLAIR、T2*WI、DWI）进行横断面扫描，观察每个成像序列中伪影面积最大的层面并测量其面积，每个数据均测量3次。应用SAS V8统计学软件对结果进行分析。结果镍铬合金在DWI序列产生的伪影最大，与其他序列的伪影比较，差异有统计学意义（P＜0.05）。T2*WI序列产生的伪影与其他序列的伪影比较，差异有统计学意义（P＜0.05）。T2WI序列产生的伪影与其他序列的伪影比较，差异有统计学意义（P＜0.05）。T1WI和FLAIR序列伪影最小，其与DWI、T2*WI、T2WI序列的伪影比较，差异有统计学意义（P＜0.05）。T1WI和FLAIR序列的伪影比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。结论不同序列金属伪影不同，DWI伪影最大，T2*WI次之，然后是T2WI，T1WI和FLAIR伪影最小。

磁共振成像；镍铬合金；伪影；成像序列

MR检查在头部疾病诊断中起着重要作用［1］，在临床工作中，常遇到口腔内有不易或不可摘除的金属植入物但又必须接受MR检查的患者，而这些金属植入物会产生伪影，进而影响图像质量，了解不同序列伪影大小对扫描策略的制订有重要指导意义。镍铬合金是制作人造冠、固定桥的常用材料之一［2］，在我国应用相当广泛。本研究采用1.5 T MR扫描仪对不同序列的MR镍铬合金伪影进行研究，旨在指导MR扫描序列的选取。

1 材料与方法

1.1 模型制备

采用目前国内常用的非贵金属合金镍铬合金制成左下6标准桩核冠模型。准备长方体塑料盒，大小

为20 cm×30 cm×25 cm，盒内底部中心固定塑料杆（直径约0.6 cm），将镍铬合金桩核冠固定于定位杆顶端，盒内充满水。

1.2 MR检查

使用西门子1.5 T MAGNETOM NOVUS MR扫描仪，采用头线圈，将模型沿主磁场方向水平放在头线圈中心位置，行横断面扫描。选用临床头部MRI检查常用的5种序列：SE T1WI、TSE T2WI、FLAIR、T2*WI、DWI，各序列参数见表1。观察各个序列扫描图像，确定每个序列中伪影面积最大的层面，用机器自带软件测量其面积。每个数据均测量3次，取其平均值。

表1 各序列扫描参数

1.3 统计学处理

2 结果

镍铬合金桩核冠在MR扫描各序列均产生明显伪影，差异有统计学意义（F=1897.59，P=0.0001）。伪影表现为图像的变形，在T2*WI序列呈低信号；在其他序列主要呈低信号，部分边缘呈不规则条带状高信号。镍铬合金在SE T1WI、TSE T2WI、FLAIR、T2*WI、DWI序列产生的伪影大小分别为（5.21±0.58）cm2、（8.44±0.58）cm2、（5.59±0.16）cm2、（19.75±4.59）cm2、（26.25±0.85）cm2（图1）。SNK-q检验显示，镍铬合金在DWI序列产生的伪影最大，与其他序列的伪影比较，差异有统计学意义（P＜0.05）。T2*WI序列产生的伪影与其他序列的伪影比较，差异有统计学意义（P＜0.05）。T2WI序列产生的伪影与其他序列的影间比较，差异有统计学意义（P＜0.05）。T1WI和FLAIR序列伪影最小，其与DWI、T2*WI、T2WI序列的伪影比较，差异有统计学意义（P＜0.05）。T1WI和FLAIR序列的伪影比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。

图1 不同序列镍铬合金横断面伪影图像A.T1WI；B.T2WI；C.FLAIR；D.T2*WI；E.DWI

3 讨论

3.1 伪影

MR成像时间长，原理及技术较为复杂，在检查过程中容易产生各种不同类型的伪影［3-5］，这些伪影会导致图像质量下降，部分图像甚至无法阅读。伪影还会掩盖病灶而漏诊，或表现为假病灶而造成误诊。

磁共振伪影主要包括与硬件相关的伪影、与图像处理相关的伪影、与患者相关的伪影（运动伪影、金属伪影）、与环境相关的伪影［6］，口腔内金属物引起的伪影属于与患者相关伪影中的金属伪影，常造成邻近组织结构变形，局部信号明显减弱或增强。

金属伪影产生的主要原因是金属与周围组织的磁化率存在差异，造成局部磁场不均匀，因此，金属伪影亦被称为磁敏感性伪影。此外，在梯度线圈通电开起和关闭时，金属因为梯度场的变化切割而产生感应电流（涡流），破坏了质子核与梯度场的线性关系，引起图像的不规则变形。

在MRI扫描中所产生的金属伪影特点是金属所在区域出现低信号区，边缘出现环形的高信号带，但是在T2*WI序列中表现为低信号区。相关研究显示，在金属修复体伪影边缘可出现不规则高信号带［7-8］。

3.2 不同序列间金属伪影的大小

磁共振是研究具有磁矩的原子核在静磁场中与

电磁辐射相互作用的一门学科，利用脉冲序列进行成像。脉冲序列种类繁多，主要分为自由感应衰减类系列、自旋回波类序列、梯度回波类序列、杂合序列［9］。临床中应根据检查需要选取不同的扫描序列。

自旋回波（spin echo，SE）序列是目前临床磁共振成像中最基本、最常用的经典序列，其特点是在90°脉冲激发后，利用180°复相脉冲剔除因主磁场不均匀而造成的横向磁化矢量衰减，T1WI属于SE类序列。快速自旋回波（fast-spin-eeho，FSE）序列是在90°脉冲与180°重聚脉冲后再连续施加聚相位180°脉冲，通过多个重聚脉冲剔除磁场不均匀造成的质子失相位［10］，从而减少因金属等引起的变形伪影，临床常用的T2WI属于这一序列。反转恢复（inversion recovery，IR）类序列是具有180°反转预脉冲序列的统称，目前一般采集的自旋回波，实际上就是在SE序列前施加一个180°反转预脉冲，临床颅脑检查中常用的液体衰减反转恢复（fluid attenuated inversion recovery，FLAIR）序列就属于这类序列，因此在磁共振扫描时，伪影控制的效果跟SE和FSE序列相一致［11］。

相关研究显示，T2WI的磁化率伪影较T1WI更明显［12］，但邵晨婴等［13］认为，在相同磁场强度下，T1WI所形成的伪影面积显著大于T2WI。本研究结果显示，镍铬合金在T2WI序列产生的伪影面积大于T1WI及FLAIR序列，T1WI与FLAIR序列伪影无差别。一般来说，随着回波时间的延长，磁化率伪影会越明显，T2WI序列回波时间较T1WI序列长，因此磁化率伪影相对明显，进而导致T2WI金属伪影相对明显。与T1WI序列相比，由于FLAIR序列使用了数个180°重聚脉冲，使质子不易失相位，从而减轻了伪影，导致在磁共振扫描时T1WI与FLAIR序列之间伪影面积无明显差异。

梯度回波（gradient recalled echo，GRE）序列是利用梯度场的方向切换产生的回波，T2*WI序列属于此类序列，其特点是在外磁场上叠加一个不均匀的梯度磁场，使被检测质子的自旋很快失相位，然后再施加一个大小相等、方向相反的梯度场，使自旋的相位重聚，形成一个回波（梯度回波），检测该回波即可获得MR影像。由此可见，当口腔内有金属植入物时，会使主磁场的均匀性被破坏，质子在射频脉冲（RF）作用后，XY平面上形成的磁化强度矢量My将不再处于同相位，之后所施加的两次成对梯度脉冲将进一步干扰磁场的均匀性，使之更加无法聚相位以获得回波信号［14］。该序列不能剔除主磁场不均匀所造成的质子失相位，因此梯度回波序列对磁化率变化敏感，伪影要大于自旋回波序列［15］，伪影特点表现为蘑菇状［16］。本研究结果显示，GRE序列产生的伪影较SE、TSE序列大，伪影为均匀的低信号。此外，T2*WI序列对出血敏感，在对口腔内有金属修复体的患者进行颅脑MR检查时，出血的检出率会受到影响，因此在序列选择时要权衡其利弊。

脑血管病检查中常用的弥散加权成像（diffusion weighted imaging，DWI）属于平面回波序列，DWI序列是目前临床上诊断急性脑梗死的最敏感检查方法［17］。DWI序列在一次射频脉冲激发后能够采集多个梯度回波，磁敏感程度极高，对磁场的均匀性要求也非常高，因此当金属物破坏磁场的均匀性时，该序列产生的伪影也最重［18］。本研究中，所有序列图像中的DWI序列伪影也最大，导致扫描图像严重变形，出现大面积低信号区，影响图像观察，因此口腔内有金属义齿的患者在进行颅脑扩散加权成像检查时，产生的伪影可能会很大，使临床无法作出正确诊断，从而延误最佳治疗时期。相关研究显示，Propeller技术可以明显减轻伪影，但不是所有磁共振扫描仪都有该序列，如果磁共振扫描仪具有Propeller技术，那么对于有金属伪影的患者就可应用Propeller DWI序列进行扫描［19-21］。

综上所述，在磁共振扫描中，DWI序列的伪影最大，T2*WI序列次之，然后是T2WI序列，而T1WI、FLAIR序列的伪影相对较小，因此在临床MR扫描中，如果遇到口腔内有无法摘除的金属物时，医师应根据诊断需要选择磁敏感伪影相对不明显的SE序列、快速SE序列、液体衰减反转恢复序列，以减少金属伪影对扫描图像的影响。

［1］Lenzi TL，Marquezan M，Bonini GC，et al.Repairing ditched amalgam restorations is less time and tooth structure-consuming than replacement［J］.Eur Arch Paediatr Dent，2013，14（5）：345-349.

［2］孙樱林，刘玉华.镍铬合金固定修复体对MRI影像的影响［J］.现代口腔医学杂志，2007，21（1）：72-75.

［3］Dengg S，Kneissl S.Comparison of susceptibility artifacts generated by microchips with different geometry at 1.5 Tesla magnet resonance imaging.A phantom pilot study referring to the ASTM standard test method F2119-07［J］. Tierarztl Prax Ausg K Kleintiere Heimtiere，2013，41（5）：289-296.

［4］Graves MJ，Mitchell DG.Body MRI artifacts in clinical practice：a physicist′s and radiologist′s perspective［J］.J Magn Reson Imaging，2013，38（2）：269-287.

［5］Sirin S，Goericke SL，Huening BM，et al.Evaluation of 100 brain examinations using a 3 Tesla MR-compatible incubator-safety，handling，and image quality［J］.Neuroradiology，2013，55（10）：1241-1249.

［6］黄坚钢.常用口腔金属和陶瓷材料在不同场强磁共振上的伪影检测与比较［D］.杭州：浙江大学，2012.［7］邓承健，何卫红，范锟，等.金属假牙对头部磁共振成像的影响及其处理方法［J］.中国医药导报，2012，9（22）：104-105.

［8］刘广顺，王瑶，任庆云，等.金属固定假牙对磁共振成像的影响［J］.河北医药，2010，32（3）：262-263.

［9］李坤成.全国医用设备使用人员（MRI医师）上岗证考试指南［M］.北京：军事医学科学出版社，2009：29.

［10］尹建忠.MRI基础［M］.天津：天津科技翻译出版公司，2004：82.

［11］Blankenstein FH，Truong B，Thomas A，et al.Signal loss in magnetic resonance imaging caused by intraoral anchored dental magnetic materials［J］.Rofo，2006，178（8）：787.

［12］王骏，赵海涛，张益兰，等.医学影像技术学［M］.北京：人民军医出版社，2011：572-573.

［13］邵晨婴，俞立英，解春，等.不同磁场强度下镍铬合金固定修复体MRI伪影的比较［J］.上海交通大学学报·医学版，2008，28（11）：1369-1372.

［14］韩鸿宾.临床磁共振成像序列设计与应用［M］.北京：北京大学医学出版社，2007：56.

［15］叶国勤，郑霖，杨斌斌，等.口腔金属修复体对磁共振成像影响的研究［J］.现代实用医学，2014，26（6）：665-667.

［16］Kazuyuki Minowa DDS，Satoru ABE，Sawamura T，et al.A method of reducing susceptibility artifacts in MRI of the head and neck region［J］.Oral Radiology，1997，13（1）：45-49.

［17］Deguchi I，Dembo T，Fukuoka T，et al.Usefulness of MRADWI mismatch in neuroendovascular therapy for acute cerebral infarction［J］.Eur J Neurol，2012，19（1）：114-120.

［18］鲍道亮，陈韵彬，李伟宁，等.MRI检查常见伪影的形成与消除方法的探讨［J］.中国CT和MRI杂志，2009，7（4）：64-65.

［19］刘广顺，任庆云，孟令强，等.口腔金属材料对磁共振成像的影响［J］.华西口腔医学杂志，2010，28（5）：505-508.

［20］钱根年，陈自谦，倪萍.螺旋桨技术消除颅脑磁共振图像伪影的临床价值探讨［J］.医疗卫生装备，2010，31（2）：76.

［21］刘广顺，任庆云，雷立存，等.金属结扎丝对颅脑MR影像的影响与Propeller技术的临床应用［J］.河北医药，2010，32（4）：396-397.

Comparative study of MR artifacts of different sequences caused by Ni Cr alloy post core crown model

WANG Ya-jing1ZHANG Hui-ying2▲LI Hui2
1.Hebei United University，Tangshan063000，China；2.MR Laboratory，Hospital Affiliated to Hebei United University，Tangshan063000，China

Objective To explore the size of artifacts of Ni Cr alloy post core crown model in different MR sequences. Methods The six standard in the lower left of Ni-Cr alloy post core crown model was made and fixed in water model. Water model was scanned by 1.5 T MR using head coil.The sequence were SE T1WI，TSE T2WI，FLAIR，T2*WI，DWI. The section of the largest artifacts was observed and its area was measured.Each data were measured for 3 times，and the result was analysed by statistical software of SAS V8.Results The artifacts areas in DWI sequence was the largest，compared with other artifacts in sequence，the difference was significant（P＜0.05）.The artifacts areas in T2*WI sequence compared with other sequences，the difference was significant（P＜0.05）.The artifacts areas in T2WI sequence compared with other sequences，the difference was significant（P＜0.05）.The artifacts areas in T2WI and FLAIR sequence was the smallest，compared with other artifacts in sequence，the difference was significant（P＜0.05）.The artifacts areas in T1WI sequence compared with FLAIR sequence，the difference was not significant（P＞0.05）.Conclusion The artifacts size is different in different sequence.The artifacts is biggest in DWI sequence，the second is T2*WI，then the T2WI，the artifacts is smallest in T1WI and FLAIR sequence.

Magnetic resonance imaging；Ni-Cr alloy；Artifacts；Imaging sequence

R445.2

A

1674-4721（2015）05（a）-0132-04

2015-03-24 本文编辑：祁海文）

王雅静（1986-），女，汉族，河北遵化人，2012级在读硕士研究生，研究方向：神经系统MR诊断

▲通讯作者：张惠英，主任医师