3T高场磁共振设备常见伪影的表现与对策

覃大良

（右江民族医学院附属医院，广西 百色 533000）

目前，随着3T高场磁共振逐渐在临床中得到广泛的应用，其在临床中的设备数量也在不断增加，相较1.5T、2.5T的场强检查，3T高场磁共振设备在临床检查中具有更高的检查优势，能够提高影像学检查的质量，方便了临床医师对患者疾病类型进行辨别。目前，1.5T系统已经在临床中广泛应用多年，因此，在临床中的经验较多，也逐渐对扫描序列及参数开展了干预。3T高场磁共振在早期通畅检查神经系统疾病，使用磁共振波谱以观察患者脑功能，当3T高场磁共振应用在击鼓系统、血管成像、心脏等组织系统的检查时，由于3T高场磁共振中序列并未优化，因此，导致在检查过程中常出现多种伪影问题，这明显影响了临床检查质量。对此，影像科医师需要识别伪影，并分析伪影表现，制定合理的对策干预降低伪影发生率，从而提高图像检查质量。对此，本文主要分析了3T高场磁共振设备常见伪影表现，并提出了解决对策，详见下文。

1 静磁场相关伪影表现及应对措施

多数情况下，静磁场的均匀性较其他磁场更高，当磁体内无任何物品的状态下，静磁场中心差异仅为百万分之一，但在将物体放入磁场中后，则可见物体出现不同程度的磁化，而这些磁化的程度可随着物体的不同变化。在磁共振的检查过程中，放入的物质主要包括顺磁性、抗磁性及铁磁性物质，3种物质的不同其可能发生伪影的概率也不相同。在磁化率不同的物质交界面中，可影响局部磁场环境发生变化，包括副鼻窦等组织，而金属夹等物质则拥有明显的磁化率，检查时能够发现明显的磁场变形及伪影。磁场的不均匀可引起静磁场相关伪影，而磁场的不均匀主要是与环境因素、匀场等有一定关联，也可能与短磁体边缘引起。同时，更有学者研究发现，静磁场不同状态下可影响空间位置编码梯度以及拉磨频率，主要体现在2个层面。其一在于当体素内的拉莫频率表现不一致的状态下可引起质子自旋失相位，可见T2缩短及相关的序列信号降低；其次，在大范围中的拉莫频率发生变化后导致空间定位错误或变形的发生，也可由于化学移位影响频率，因此影响脂肪抑制。另外，较大范围磁场不均匀状态下可利用匀场补偿，但是，却无法避免其他的不均匀性情况。另外，伪影的发生则离不开序列及参数的影响。磁敏感型伪影可从高到低进行排列，其中快速自旋回波序列由于其本身存在较多的180°聚相位梯度，因此，对磁化率效应敏感度相对较低。

另外，研究表明，磁敏感型的伪影发生与磁场的强度有一定的关联，呈正相关，3T高场磁共振检查时，其频率的变化是1.5T检查的2倍多，因此，静磁场相关性伪影在3T的条件下较1.5T更加明显，主要表现为信号降低。缩短序列的回波时间或增大接收带宽，能够有效避免伪影的发生。平面回波序列表达中，磁敏感型的伪影发生后可见图像变形，激发平面回波序列技术则能够明显降低磁敏感型伪影的发生。对抑制效果较差的脂肪抑制序列则可通过小范围匀场的调整改善伪影，另外，在扫描过程中，应注意将扫描部位放置在磁场的中心位置，以降低静磁场相关伪影的发生。有研究发现，真实稳态梯度回波序列对静磁场也有较高的敏感性，当磁共振频率发生变化时，可见图像中的条带状信号也可能出现丢失的现象，在对心脏等多个组织的检查中几乎无法避免伪影的发生，对此，影像科可通过调整磁共振频率的放置将条带状伪影偏离需要检查的区域，以此避免伪影出现。

2 射频场相关伪影表现及应对措施

射频场的不均匀性可导致空间位置翻转角发生一定差异，包括自旋回波、梯度回拨序列等，实际的翻转角多数均低于理论数值，在检查过程中可能导致部分范围内的信号降低，也可能在损毁梯度回波序列中受到序列T1对比主要取决于翻转角的改变，从而导致图像发生改变，此外，180°和90°的饱和脉冲变化也可能导致组织抑制异常，提示其波长可成为射频场伪影发生的主要因素之一。拉莫频率的射频脉冲在空气中传导过程中，正常情况下，1.5磁共振波长大约为468cm，而3T高场磁共振波长为234cm，在人体内传导性仅为空气中的1/10～1/100，在人体内，相同频率的波长也仅为空气中的1/10～1/100。不同的物体检查时，受到传导性的影响可能出现局部的信号强度改变，包括交界区信号强度降低引起中心区域信号强度增高。同时，受到3T高场磁共振检查下其脉冲波长较短的影响，其波长与多种组织结构均相似，因此，伪影更加明显。

射频场的不均匀是以腹部成像肝顶位置作为主要表现，观察可见横断面信号较低，在消瘦人群中更加明显，而在腹部放置水囊则能够明显减轻信号衰减的情况，同时也可明显降低序列自动校准时射频放大的强度，以提高图像的质量。当前，新的射频脉冲技术是利用射频线圈阵列激发技术，能够改善射频脉冲的强度获得更清晰的图像，同时，提高射频场的均匀性。

3 化学位移伪影表现及应对措施

由于氢质子能够在不同的化学环境中产生不同的共振频率，多见于高对比界面交界处，包括水-脂肪交界面等。化学位移伪影可受到磁场强度、带宽及像素等因素的影响。导致化学伪影的主要原因在于不同化学结构分子中的氢质子具备不同的进动频率，包括人体中最关键的组成组织和水分。这主要是由于水分和组织中氢质子的进动频率有一定的差异，正常情况下，水质子的进动明显更高于脂肪质子。而在频率编码中可见，由于水质子与脂肪质子存在一定的差异，因此导致两者空间位置记录错误，可见在低频率位置发现一条亮带，在较高的频率中可见暗带，这种情况多见于眼眶、腹腔等部位。脂肪与水分之间的频率差异与磁场强度呈正比，因此，3T的化学位移伪影明显是1.5T的两倍高。通过抑制脂肪来减少脂肪信号，用频率编码的方向转换相位，并改变化学位移的方向，延长TE以形成更大的失相位，减少脂肪信号，并减少化学位移伪影。此外，还可通过地增加像素的体积和带宽，从而降低伪影的发生率。需要注意的是，像素体积的增加可能影响空间分辨率，明显降低信噪比。同时，还可通过改变频率编码的方向降低伪影，但仅仅只能改变化学伪影的方向，不能真正地消除和降低化学位移伪影。

另外，在梯度回波序列中，在不同的TE时间点，水和脂肪质子可以处于同一阶段，也可以处于180的相反阶段，选择TE成像中的脂肪和脂肪质子，则能够在脂肪所包围的器官周围观察到一条较明显的暗影边界线。

4 信噪比相关伪影表现及应对措施

多数情况下，在1.5T磁共振检查时，大多数的伪影其实并不十分明显，而在3T高场磁共振检查下，随着场强的提高，信噪比的增加也更加明显，因此更容易发生伪影，包括截断伪影等，伪影一般可发生在高对比的界面，包括膝关节内半月板、脊髓等组织中，同时，可形成亮带及暗带的交替现象，这可能导致影像学医师在诊断中误诊疾病。

这种伪影的出现，主要原因是由于采样时间有限，不能准确地描述步进信号强度的变化，因此，可以在明显的界面位置上产生平行频带。这些伪影主要可以在相位编码方向上看到，可以通过减少带宽或减少像素体积来防止截断伪影的发生。一定的体积效应与其他断层图像相同，在扫描图像中存在一定的体积效应，使得病变的信号强度不能以客观的方式表达，对此，可通过减薄层厚像的方式降低伪影的发生。

另外，在3T高场磁共振检查下，血管波动伪影也较为常见，同时，也比1.5T磁共振检查更加明显。这主要是由于信噪比的提高场强提高后，其血液内离子流动后可导致电磁效应增加，因此发生血管波动伪影。对此，检查可通过空间与饱和脉冲及心电门控、流动补偿等干预方式减轻血管波动伪影。

5 运动伪影

最常见的运动伪影是指在成像的过程中，受到患者自身或体内脏器波动等因素的影响，在3T高场磁共振扫描过程中出现相位编码上的多条高信号及多处模糊状伪影。对此，临床可在患者检查前适当安抚患者，并给予适量的镇静剂，以减少运动伪影，同时，在3T高场磁共振检查过程中，可尽量缩短图像采集的时间。对吞咽所致的运动伪影可在喉部施加预饱和带，以降低喉部运动伪影的发生。胸腹部运动伪影的发生可通过在3T高场磁共振检查时，施加呼吸触发技术及呼吸补偿技术，并采取快速成像屏气扫描，施加脂肪抑制技术，避免由于3T高场磁共振检查图像上脂肪高信号出现伪影，在脂肪型号抑制后可明显可见伪影降低。对胸腹部检查患者可适当增加预饱和带抑制腹部皮下脂肪型号，施加腹带减小呼吸运动的幅度，利用螺旋桨成像技术最大程度降低运动伪影。

6 结语

目前，随着3T高场磁共振的场强提高及信噪比增加，3T高场磁共振的检查图像质量明显更高，逐渐在临床中得到广泛使用，但同时在检查中也出现了较多的问题，其中最常见的就是图像伪影问题，这些伪影主要是由于高场条件本身的物理限制，或在1.5T序列直接移植到3T条件后，但没有进行合理的优化。而为了避免3T高场磁共振伪影图像，就需要加强分析发生伪影的主要原因，保证器械的正常运转，及时取出患者体内相关的金属物品，并对磁场的均匀度进行调整，并选择合理的序列条件与参数，以降低伪影的发生，为临床诊断提供更加优质的依据。