临床扫描中遇到魔角效应该怎么办?

18 9月

在进行MRI成像时,人体内有些部位由于某些特殊组织成分的影响,其测得的MRI信号强度会随着测量方向的改变而变化。这种特殊的MRI信号强度的改变不仅会影响我们对MRI图像的判读,甚至还会造成误诊的发生。在这种特殊的MRI信号强度改变中以“魔角效应”最为常见,本期主要介绍魔角效应的相关知识。

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在临床扫描中经常会见到上图中的局部异常信号,对于这些异常信号考虑是退行性改变?撕裂?

本期内容:

什么是魔角效应(MAE)?

魔角效应出现在哪些部位?

魔角效应的MRI表现?

什么情况下会产生魔角效应?

遇到魔角效应该怎么办?

什么是魔角效应?

  • 在正常情况下,肌腱或关节软骨各层中的胶原纤维排列的方向是不同的,其在各方向上表现出不同的性质,为各向异性;此种组织可以改变其中的水分子的运动,其测得的MRI信号强度会随着测量方向的改变而变化。
  • 水分子与胶原纤维在偶极-偶极效应的作用下,具有很短的T2时间。肌腱在MRI图像上表现为低信号;关节软骨各层中的T2时间有所差别,可呈现出分层的表现。
  • 但在进行MRI成像时,这些组织在较短的TE成像序列上可表现为局部明显的异常增高的高信号,该信号的增高程度与主磁场B0的夹角相关,当这些结构与主磁场夹角在54.74°(约55°或180°-55°)时,信号增高程度达到最大,这种现象称为“魔角效应”。

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在TE值固定的情况下,其MR信号强度在一定的角宽内随着夹角的变化而改变。

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在短TE成像序列上表现为异常增高的高信号,该信号的增高程度与此夹角相关,当夹角为55°(或180-55°)时,信号增高程度达到最大。这种异常增高的信号常见于短TE序列的T1WI和PDWI序列上,正常的肌腱局部会表现为高信号,但需要指出的是其信号强度的改变不仅仅局限于短TE的序列

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在MRI成像中,如果肌腱和主磁场的夹角接近55°,则肌腱的局部会在T1WI和PDWI上显示为高信号,图△箭头,但其在长TE序列(如T2WI )上显示为正常。这种魔角效应的存在可能会与病理情况相混淆,引起对MRI信号的误解读。

魔角效应常出现在哪些部位?

对于魔角效应,大家可能比较熟悉的是在肩关节和跟腱的扫描中;魔角效应常出现在含有致密且呈各向异性的特殊组织结构的部位,如常见于由胶原纤维构成的肌腱、韧带及关节软骨等部位,需要指出的是魔角效应不仅仅只局限于肌腱及软骨,它可以出现于人体的任何部位,如MRI的神经成像中也会产生。

什么情况下会产生魔角效应?

  • 致密且呈各向异性的特殊组织结构,如由胶原纤维构成的肌腱、韧带及关节软骨等。
  • 成像结构与主磁场呈55°或125°夹角。
  • 使用较短TE成像序列,如SE序列或GRE序列的T1WI及PDWI,SE序列更常见。但需要指出的是魔角效应同样可出现在长TE值和DWI序列中,只是其信号变化不及短TE值序列的信号变化明显。

魔角效应可出现在含有上述组织(但不仅仅局限于含有纤维蛋白的组织)的任何部位(如肩关节、膝关节、踝关节、腕关节、髋关节、椎间盘等),任何方位(横轴位、矢状位、冠状位)。

在临床扫描中遇到魔角效应怎么办?

1. 适当的增加TE值,以减轻其魔角效应。虽然TE值不是决定魔角效应的唯一因素,但改变它是改善魔角效应最有效的一个因素。

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左图:TE 35ms;髌韧带局部区域魔角现象较明显。右图:TE 70ms;无明显魔角现象。

在魔角的方向,肌腱的T2值会延长,在进行短TE成像时表现结果就是MRI信号强度的增加;在进行TE值较长的序列成像时,这种信号强度的改变可以忽略不计。

目前对于四肢关节的扫描常采用较短TE的序列扫描,如T1WI、PDWI和处于PDWI和T2WI之间的中间权重序列为主。所以为了避免魔角效应引起对MRI图像信号的误解读,在进行关节扫描时建议扫描序列中至少要有一个长TE的序列或使用STIR序列。

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在肩关节冠状面的成像中,如采用短TE的的序列(如T1WI、PDWI)成像时,其魔角效应较明显,以PDWI序列最为显著,图△箭,所以对于肩关节的冠状面成像建议采用长TE的T2WI序列扫描。

2.改变扫描体位来避免魔角效应。

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在摆放扫描部位时尽量避免扫描部位与主磁场呈50°-60°夹角,如膝关节、跟腱的扫描。图△膝关节PDWI序列,髌韧带区域的魔角效应得到了明显的改善。

魔角效应与主磁场的夹角密切相关,对于扫描技师如果在临床扫描中遇到怀疑是由于魔角效应造成的异常信号改变时,应知道如何去鉴别与改善它;同时,对于诊断医生,在进行这些部位的MRI信号解读时需多序列多方位观察对比,这样才能有效的避免对MRI信号的误解读。魔角效应给我们带来的大多是对诊断无益的伪影;但同时魔角效应可用于肌腱、腱鞘、关节软骨等一些富含胶原纤维组织的MRI特殊成像中,可有助于病变的显示及鉴别诊断。

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