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文檔簡介

1、LOGO磁共振成像金屬偽影及其磁共振成像金屬偽影及其序列設計矯正序列設計矯正許斯許斯協(xié)和醫(yī)院放射科協(xié)和醫(yī)院放射科Company Logot1_tse_cor Company Logo壓脂序列壓脂序列 Company Logo目目 錄錄 一、研究背景一、研究背景二、金屬偽影的形成二、金屬偽影的形成 三、金屬偽影的產(chǎn)生機制三、金屬偽影的產(chǎn)生機制四、金屬偽影矯正的方法四、金屬偽影矯正的方法 五、小結(jié)五、小結(jié)Company Logo一、研究背景一、研究背景 MRIMRI是一種新型的高科技影像學檢查方法。它無電離是一種新型的高科技影像學檢查方法。它無電離輻射性損傷,無骨性偽影,能多方向和多參數(shù)成像,具有

2、輻射性損傷,無骨性偽影,能多方向和多參數(shù)成像,具有高度的軟組織分辨能力,優(yōu)良的軟組織對比性能,是臨床高度的軟組織分辨能力,優(yōu)良的軟組織對比性能,是臨床診斷、隨訪的有力工具。診斷、隨訪的有力工具。 但是對待有金屬植入物的患者進行但是對待有金屬植入物的患者進行MRIMRI檢查時,要考檢查時,要考慮金屬植入物在圖像上的偽影問題。異常偽影信號使圖像慮金屬植入物在圖像上的偽影問題。異常偽影信號使圖像變形,影響其觀察和診斷,這會降低圖像的診斷性能。變形,影響其觀察和診斷,這會降低圖像的診斷性能。Company Logo一、研究背景一、研究背景醫(yī)用金屬材料應用廣泛醫(yī)用金屬材料應用廣泛(1 1)醫(yī)用不銹鋼)醫(yī)

3、用不銹鋼: :有鐵素體、奧式體和沉淀硬化型不銹鋼有鐵素體、奧式體和沉淀硬化型不銹鋼; ;奧式體不銹奧式體不銹鋼無磁性,抗腐蝕性能好,廣泛用于人工關節(jié),骨折內(nèi)固定器械、鋼無磁性,抗腐蝕性能好,廣泛用于人工關節(jié),骨折內(nèi)固定器械、各種齒冠,固定支架人工心臟瓣膜等。各種齒冠,固定支架人工心臟瓣膜等。 (2 2)醫(yī)用鈷基合金:主要是鈷鉻鉬合金,)醫(yī)用鈷基合金:主要是鈷鉻鉬合金,其力學性能、耐腐蝕性能及其力學性能、耐腐蝕性能及生物相容性好,用于制造人工關節(jié)、齒科材料等。生物相容性好,用于制造人工關節(jié)、齒科材料等。 (3 3)醫(yī)用貴金屬:金和銀)醫(yī)用貴金屬:金和銀( (抗磁性物質(zhì)抗磁性物質(zhì)) )貴金屬具有獨

4、特的物理及化學貴金屬具有獨特的物理及化學性能,對生物組織無毒,刺激性小,多用于牙齒修復等。性能,對生物組織無毒,刺激性小,多用于牙齒修復等。(4 4)醫(yī)用鈦及其合金鈦鋁釩等,生物相容行好。耐腐蝕性好合金密度)醫(yī)用鈦及其合金鈦鋁釩等,生物相容行好。耐腐蝕性好合金密度小,具有一定的力學相容性。小,具有一定的力學相容性。主要用于整形外科,骨科等。主要用于整形外科,骨科等。Company Logo二、金屬偽影的形成二、金屬偽影的形成 1 1、物質(zhì)的磁性、物質(zhì)的磁性 物質(zhì)的磁性可以理解為物質(zhì)在外在磁場環(huán)境下所產(chǎn)物質(zhì)的磁性可以理解為物質(zhì)在外在磁場環(huán)境下所產(chǎn)生的與外在磁場相關的磁場特性。生的與外在磁場相關的

5、磁場特性。 物質(zhì)的磁性主要分為抗磁性、順磁性、鐵磁性等物質(zhì)的磁性主要分為抗磁性、順磁性、鐵磁性等。Company Logo二、金屬偽影的形成二、金屬偽影的形成 2 2、磁敏感偽影、磁敏感偽影 磁場的均勻性是磁共振磁場的均勻性是磁共振(MR)(MR)成像的基本條件,磁場成像的基本條件,磁場環(huán)境不穩(wěn)定都會引起磁場均勻性的破壞。臨床把環(huán)境不穩(wěn)定都會引起磁場均勻性的破壞。臨床把MRMR成像成像過程中主磁場受磁化干擾而形成的幾何變形和信號失真過程中主磁場受磁化干擾而形成的幾何變形和信號失真的影像稱為磁敏感偽影。的影像稱為磁敏感偽影。 ( magnetic susceptibility artifact

6、MSA ) ( magnetic susceptibility artifact MSA )Company Logo二、金屬偽影的形成二、金屬偽影的形成 3 3、金屬磁敏感偽影的表現(xiàn)、金屬磁敏感偽影的表現(xiàn) 鐵磁性金屬的磁化率較大,進入磁場后,使磁力線高度集鐵磁性金屬的磁化率較大,進入磁場后,使磁力線高度集中在鐵磁性金屬上,嚴重破壞了磁場均勻性,對成像的危害最中在鐵磁性金屬上,嚴重破壞了磁場均勻性,對成像的危害最大,其偽影的特征是信號畸變嚴重,鐵磁物體周圍組織呈大片大,其偽影的特征是信號畸變嚴重,鐵磁物體周圍組織呈大片無信號區(qū),使周圍組織器官發(fā)生信號錯位而變形。無信號區(qū),使周圍組織器官發(fā)生信號錯

7、位而變形。 Company Logo三、金屬偽影的產(chǎn)生機制三、金屬偽影的產(chǎn)生機制v 一般用一般用表示組織的磁感應性,用來表示單位體積物質(zhì)表示組織的磁感應性,用來表示單位體積物質(zhì)在外加磁場的環(huán)境下產(chǎn)生的磁場大小,可用下公式表示在外加磁場的環(huán)境下產(chǎn)生的磁場大小,可用下公式表示: B=Bo+Bo B=Bo+Bo v 按照上面的公式,如果主磁場強度越大,那么所產(chǎn)生的額按照上面的公式,如果主磁場強度越大,那么所產(chǎn)生的額 外附加磁場強度就越大,同時,針對抗磁性、順磁性和鐵磁外附加磁場強度就越大,同時,針對抗磁性、順磁性和鐵磁性物質(zhì),其性物質(zhì),其不同,也導致了局部所產(chǎn)生的額外附加磁場強不同,也導致了局部所產(chǎn)

8、生的額外附加磁場強度不同。度不同。Company Logo三、金屬偽影的產(chǎn)生機制三、金屬偽影的產(chǎn)生機制v 當存在鐵磁性等干擾磁場均勻性的物質(zhì)時,依據(jù)鐵磁性物質(zhì)所產(chǎn)生當存在鐵磁性等干擾磁場均勻性的物質(zhì)時,依據(jù)鐵磁性物質(zhì)所產(chǎn)生的磁場,以及這個額外磁場與系統(tǒng)定位梯度相互作用的結(jié)果不同,的磁場,以及這個額外磁場與系統(tǒng)定位梯度相互作用的結(jié)果不同,MRMR圖像會相應的發(fā)生不同的圖形變化。圖像會相應的發(fā)生不同的圖形變化。v 比如環(huán)形金屬物周圍引起的花瓣樣變形。比如環(huán)形金屬物周圍引起的花瓣樣變形。 Company Logo三、金屬偽影的產(chǎn)生機制三、金屬偽影的產(chǎn)生機制v MRIMRI空間定位是依靠施加線性梯度場

9、,局部的磁場形狀如圖,圖中線空間定位是依靠施加線性梯度場,局部的磁場形狀如圖,圖中線性變化的梯度場中每一點都對應著空間讀出方向上的每一條線的位性變化的梯度場中每一點都對應著空間讀出方向上的每一條線的位置。置。ABCABC點原子核進動頻率與外磁場成正比,經(jīng)過點原子核進動頻率與外磁場成正比,經(jīng)過FTFT后可以按照頻率后可以按照頻率來判斷區(qū)分出不同位置的來判斷區(qū)分出不同位置的MRMR信號。信號。Company Logo四、金屬偽影矯正的方法四、金屬偽影矯正的方法1 1、仔細詢間病史,盡量去除受檢者體內(nèi)及體表的金屬。、仔細詢間病史,盡量去除受檢者體內(nèi)及體表的金屬。2 2、了解金屬材料的形狀、大小、成份

10、。、了解金屬材料的形狀、大小、成份。鐵磁性材料的磁化鐵磁性材料的磁化率很高,產(chǎn)生的偽影也大,鈦合金屬于順磁性物質(zhì),偽率很高,產(chǎn)生的偽影也大,鈦合金屬于順磁性物質(zhì),偽影較鐵磁性物質(zhì)輕,但也影響圖像質(zhì)量。影較鐵磁性物質(zhì)輕,但也影響圖像質(zhì)量。Company Logo四、金屬偽影矯正的方法四、金屬偽影矯正的方法 3 3、盡量選擇在低場上做檢查、盡量選擇在低場上做檢查 金屬物體進入金屬物體進入MRIMRI系統(tǒng)主磁場后,磁力線高度集中在物體上,在系統(tǒng)主磁場后,磁力線高度集中在物體上,在物體周圍產(chǎn)生一個附加強磁場,干擾主磁場的均衡性。物體周圍產(chǎn)生一個附加強磁場,干擾主磁場的均衡性。v t1_tse_cor

11、1.5 T 3.0 T 1.5 T 3.0 TCompany Logo四、金屬偽影矯正的方法四、金屬偽影矯正的方法 3 3、盡量選擇在低場上做檢查、盡量選擇在低場上做檢查 隨著主磁場強度的增大,金屬物體產(chǎn)生的附加磁場強隨著主磁場強度的增大,金屬物體產(chǎn)生的附加磁場強度也隨之增大,鐵磁性物體對主磁場局部均衡性的破壞隨度也隨之增大,鐵磁性物體對主磁場局部均衡性的破壞隨著主磁場強度的增大而增大,形成更大范圍的偽影。著主磁場強度的增大而增大,形成更大范圍的偽影。 B=Bo+BoB=Bo+BCompany Logo四、金屬偽影矯正的方法四、金屬偽影矯正的方法 4 4、縮短、縮短TETE時間時間 TETE是

12、影響圖像質(zhì)量的關鍵因素,偽影隨是影響圖像質(zhì)量的關鍵因素,偽影隨TETE延長而加重,延長而加重,這在這在GREGRE序列表現(xiàn)更明顯。序列表現(xiàn)更明顯。 TE : 2.7 TE : 5.3 TE : 2.7 TE : Company Logo四、金屬偽影矯正的方法四、金屬偽影矯正的方法 4 4、縮短、縮短TETE時間時間 在在GREGRE序列中,主磁場不均勻造成的序列中,主磁場不均勻造成的T2START2STAR衰減,自衰減,自由水分子因彌散由水分子因彌散( (布朗運動布朗運動) )造成的失相位,隨著造成的失相位,隨著TETE延長,延長,彌散效應越明顯,偽影也越重。彌散效應越明顯,偽影也越重。 應選

13、擇短回波時間應選擇短回波時間( TE )( TE )Company Logo四、金屬偽影矯正的方法四、金屬偽影矯正的方法 5 5、FSEFSE、SESE序列優(yōu)于序列優(yōu)于GREGRE序列序列 FSE, SE FSE, SE序列帶有序列帶有180180度相位重聚脈沖,對主磁場不均度相位重聚脈沖,對主磁場不均勻造成的質(zhì)子失相位效應勻造成的質(zhì)子失相位效應(T2STAR(T2STAR衰減衰減) )抑制效果好。抑制效果好。 t1_tse_cor t1_tse_cor fl2d_cor_fs fl2d_cor_Company Logo四、金屬偽影矯正的方法四、金屬偽影矯正的方法 5 5、FSEFSE、SES

14、E序列優(yōu)于序列優(yōu)于GREGRE序列序列 FSEFSE序列采用多重序列采用多重180180度重聚脈沖,可以在一個重復時間內(nèi)獲得度重聚脈沖,可以在一個重復時間內(nèi)獲得多個信息多個信息(K(K空間數(shù)據(jù)空間數(shù)據(jù)) ),比一般的自旋回波成更快間隔的自旋回聚,比一般的自旋回波成更快間隔的自旋回聚,從而減少散射相關的信號丟失。從而減少散射相關的信號丟失。 同一場強下同一場強下GREGRE產(chǎn)生偽影比產(chǎn)生偽影比FSEFSE序列偽影較小,原因是序列偽影較小,原因是:GRE:GRE對金對金屬極其敏感,體素內(nèi)失相位是屬極其敏感,體素內(nèi)失相位是GREGRE圖像信號丟失的主要原因,它沒有圖像信號丟失的主要原因,它沒有運用運

15、用180180聚相位脈沖,對于磁場不均勻帶來的相位離散特別敏感。聚相位脈沖,對于磁場不均勻帶來的相位離散特別敏感。除外磁場不均帶來的相位離散。除外磁場不均帶來的相位離散。Company Logo四、金屬偽影矯正的方法四、金屬偽影矯正的方法 6 6、STIRSTIR序列優(yōu)于序列優(yōu)于FSFS 反轉(zhuǎn)恢復抑制反轉(zhuǎn)恢復抑制STIRSTIR序列對磁場的依賴性較小,圖像偽影較小,序列對磁場的依賴性較小,圖像偽影較小,但檢查時間長,圖像信噪比低。但檢查時間長,圖像信噪比低。 t1_tse_sag_fs t1_tse_sag_fs t2_tse_sag_stir t2_tse_sag_Company Logo四

16、、金屬偽影矯正的方法四、金屬偽影矯正的方法 FS FS的抑制是的抑制是MRIMRI成像中用特定頻成像中用特定頻率選擇梯度脈沖消除脂肪組織有關的率選擇梯度脈沖消除脂肪組織有關的信號,最終的信號幾乎不含脂肪組織信號,最終的信號幾乎不含脂肪組織來源。頻率選擇脂肪飽和的均勻性需來源。頻率選擇脂肪飽和的均勻性需要均勻一致的磁場強度。要均勻一致的磁場強度。 STIRSTIR脂肪抑制磁場對磁場的均脂肪抑制磁場對磁場的均勻度要求較低,在高低場強均可用,勻度要求較低,在高低場強均可用,它是一種反轉(zhuǎn)恢復抑制序列,其對脂它是一種反轉(zhuǎn)恢復抑制序列,其對脂肪信號的抑制不是根據(jù)化學位移,而肪信號的抑制不是根據(jù)化學位移,而

17、是基于弛豫時間的長短。是基于弛豫時間的長短。Company Logo四、金屬偽影矯正的方法四、金屬偽影矯正的方法 7 7、選擇正確的相位編碼方向、選擇正確的相位編碼方向 因偽影在成像平面內(nèi)傾向于沿頻率編碼方向分布,可以改變頻因偽影在成像平面內(nèi)傾向于沿頻率編碼方向分布,可以改變頻率編碼與相位編碼的方向,可以使偽影避開需要觀察的組織。率編碼與相位編碼的方向,可以使偽影避開需要觀察的組織。Company Logo四、金屬偽影矯正的方法四、金屬偽影矯正的方法 8 8、用增加帶寬的方式掃描、用增加帶寬的方式掃描 增加帶寬后,金屬體偽影導致的鄰近區(qū)域信號缺失、增加帶寬后,金屬體偽影導致的鄰近區(qū)域信號缺失、

18、畸變,較常規(guī)掃描成像有明顯改善?;?,較常規(guī)掃描成像有明顯改善。 t1_tse_sag Bandwidth:161 t1_tse_sag Bandwidth:161t1_tse_sag Bandwidth:318t1_tse_sag Bandwidth:Company Logo四、金屬偽影矯正的方法四、金屬偽影矯正的方法 注釋:于曉君注釋:于曉君, ,侯仲軍侯仲軍, ,利晞利晞. .以增加帶寬的方式來抑制磁共振金屬偽影以增加帶寬的方式來抑制磁共振金屬偽影J.J.實用醫(yī)技雜志實用醫(yī)技雜志20072007(2121)Company Logo四、金屬偽影矯正的方法四、金屬偽影矯正的方法 8 8、用增

19、加帶寬的方式掃描、用增加帶寬的方式掃描 運用增加帶寬來抑制金屬偽影的原理是運用增加帶寬來抑制金屬偽影的原理是: :當增加頻率當增加頻率編碼的帶寬時,也就是每個像素的共振頻率范圍增大,編碼的帶寬時,也就是每個像素的共振頻率范圍增大,從而降低了頻率編碼方向上由于頻率改變所致錯誤編碼從而降低了頻率編碼方向上由于頻率改變所致錯誤編碼的幅度,進而降低圖像的畸變。的幅度,進而降低圖像的畸變。 缺點:圖像信噪比下降缺點:圖像信噪比下降 Company Logo四、金屬偽影矯正的方法四、金屬偽影矯正的方法 在實際應用中,對頭部有固定金屬植入體的患者,在實際應用中,對頭部有固定金屬植入體的患者,以及腰椎檢查、定

20、位片發(fā)現(xiàn)節(jié)育環(huán)金屬偽影嚴重時,可以及腰椎檢查、定位片發(fā)現(xiàn)節(jié)育環(huán)金屬偽影嚴重時,可先采用常規(guī)掃描方式,當偽影對檢查部位造成嚴重干擾,先采用常規(guī)掃描方式,當偽影對檢查部位造成嚴重干擾,影響診斷時,再輔以增加帶寬方式掃描。影響診斷時,再輔以增加帶寬方式掃描。 這樣增加帶寬技術與常規(guī)掃描相結(jié)合,可以盡可能這樣增加帶寬技術與常規(guī)掃描相結(jié)合,可以盡可能減少偽影干擾。減少偽影干擾。Company Logo四、金屬偽影矯正的方法四、金屬偽影矯正的方法 T2_propeller T2_fse T2_propeller T2_fse9 9、PropellerPropeller序列優(yōu)于常規(guī)序列優(yōu)于常規(guī)FSEFSE序

21、列序列Company Logo四、金屬偽影矯正的方法四、金屬偽影矯正的方法 9 9、PropellerPropeller序列優(yōu)于常規(guī)序列優(yōu)于常規(guī)FSEFSE序列序列 傳統(tǒng)快速自旋回波脈沖序列中,傳統(tǒng)快速自旋回波脈沖序列中,K K空間是空間是在采集一次回波后充填在采集一次回波后充填K K空間,由上往下逐行空間,由上往下逐行填滿,每個填滿,每個TRTR,一個快速回波鏈采集一次激,一個快速回波鏈采集一次激發(fā)的所有相位編碼行,重復激發(fā)直至發(fā)的所有相位編碼行,重復激發(fā)直至K K空間填空間填滿,只有一次激發(fā)覆蓋滿,只有一次激發(fā)覆蓋K K空間中心??臻g中心。 而而PropellerPropeller技術的圖像數(shù)據(jù)采集方式是技術的圖像數(shù)據(jù)采集方式是一種獨特的一種獨特

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