膝关节磁共振扫描技术的研究 聂宇杰 (齐鲁石化中心医院影像科 山东淄博 255400) 【摘要】目的 探讨膝关节成像参数配合,合理使用磁共振检查技术。方法 研究膝关节的解剖结构情况,依据临床对膝关节中韧带、半月板、关节软骨、骨骼和肌肉等的要求不同,选择合适的扫描方位、扫描序列和扫描参数,把三者以最优的方式搭配起来,并注意扫描存在的问题,为临床提供更好的图像质量。结果 搭配好扫描方位、扫描序列和扫描参数,时间可以节省一半左右,更好更快地完成磁共振检查。结论 在一定的范围内,可改变磁共振的扫描参数,扫描图像的空间分辨率和信噪比,人的肉眼是无法区分的,可以利用这一点优化扫描方位、扫描序列、扫描参数。 【关键词】膝关节 扫描时间 压脂 双斜 6°角 相位编码方向 【中图分类号】R445【文献标识码】A【文章编号】2095-1752(2013)01-0113-02 Study on knee MRI scanning technology NIE Yu-jie Department of Radiology ,QILU Petrochemical Center Hospital,Zibo Shandong 255400,China 【Abstract】[Purpose] study on knee joint Mr Imaging parameter with the sound using magnetic resonance imaging technology. [Method] studies on anatomical structures of the knee, based on clinical knee ligaments, meniscus, articular cartilage, bones and muscles, different requirements, select the appropriate position, the scan sequence and the scan parameters, match three in an optimal way, and attention problems in scanning, provide better image quality.[Results] with good position, the scan sequence and the scan parameters, time can save about half, better magnetic resonance imaging done faster. [Conclusion]within a certain range, you can change the scan parameters of MRI, scans the image spatial resolution and signal-to-noise ratio, people are indistinguishable to the naked eye, you can take advantage of that sequence orientation optimization of the scan, scan, scan parameters. 【Key words】 knee scanning time inhibition of fat double inclined 6 ° angle phase encoding dire 膝关节处在人体的下端,承受人体的重量较大,加上膝关节特有的解剖结构和运动功能所致,是人体关节之中较容易受到损伤的关节之一。损伤的种类很多,主要的有两类,急性膝关节外伤、膝关节增生退化。急性膝关节外伤的内部结构的早期组织病变是外科急需知道的情况。早期传统的 X 线拍片、CT 检查,骨骼显示清晰,对比度好,软组织显示情况不好。自从磁共振机器的问世,膝关节检查对软组织病变显示不好的情况得到解决。磁共振可以检测到分子的生物化学变化,对早期的组织含水成分变化比较敏感,早期的软组织分子成分变化能及时扑捉到。磁共振检查方法灵活,可以全方位、多序列的扫描,扫描序列和扫描参数搭配可以有很多变化,单一扫描序列的选择只能突出显示某些方面的问题,要想全面清晰的显示器官组织的病变,就要优化序列的组合,选择合适的扫描参数,为临床科室提供更准确更完美的磁共振影像。 1. 病例 笔者搜集2012年1月至2012年6月在我院行膝关节磁共振检查的病例35 例,其中男性 20 例,女性 15 例;年龄 14~70 岁,平均年龄 42 岁;病史为 1天~17 年;双膝 6 例,单膝 29 例。其中外伤病例 28 例,多为青壮年;增生退化性关节病 11 例,有些做双膝检查;排除骨转移 1 例。 2. 扫描体位 患者仰面平躺在扫描床上,足朝向磁体方向,膝关节放入膝关节专用线圈内,关节呈 5~10。角,髌骨下缘对准线圈中心,足部用沙袋垫到一定高度,让病人有一个舒适的体位。 3. 扫描方位的选择 膝关节检查申请单上多是注明要求观察韧带和半月板,韧带和半月板显 示的最佳位置是矢状位和冠状位,矢状位上主要显示的解剖结构有髌韧带、交叉韧带和半月板的前后脚。冠状位上显示的解剖结构有侧副韧带和半月板内外侧角。根据这两种位置能很好的显示膝关节软组织的解剖结构,膝关节常规扫描一般选择矢状位和冠状位,大多数医院都选择这两种位置,笔者也是采用这种检查位置。具体扫描方位的设定,冠状位以矢状位和轴位作为定位向,上缘包括髌骨上缘2~3cm,下缘包括腓骨小头,左右两侧包全软组织。矢状位以冠状位和轴位作为定位向,包括的范围同冠状位。轴位不作为常规扫描部位,在观察占位性病变及髌骨后软骨和部分小韧带时才采用此位置。 4. 扫描序列的选择 膝关节的磁共振检查,临床上大多需要观察韧带和半月板的病变,骨骼和肌肉相对要求的少。不同的组织结构在不同的序列显示不同。韧带损伤的显示,T2WI 和 T2WI 压脂系列显示较好,软组织水肿和渗出 T2WI 信号增高,T2WI 压脂序列可以把周围软组织之中脂肪信号压掉,病变信号增高表现的更为突出,根据损伤的情况不同有不同的信号变化,多为不规则的信号变化。半月板的病变显示,T1WI 和质子密度加权像较敏感[1],T1WI 像上的观察半月板窗位要调整一下,使整个图像变淡,半月板的内部微小的信号变化可以清晰的显示出来,质子密度加权像窗位不需要调整,其中外伤患者半月板撕裂的类型很多,斜形、水平、垂直或混合损伤。骨骼和肌肉的病变的显示,以 T2WI 压脂较为敏感,挫伤、炎症等在 T2WI 中表现为高信号,与周围的脂肪信号同为高信号,不容易区分开来,使用压脂的方法,去掉组织中的脂肪信号,病变组织中含水的成分稍有变化,就能和周围的软组织形成鲜明的对比。综合考虑以上因素,笔者采用冠状位上使用T1WI 和 T2WI 压脂像两个序列,矢状为上使用质子像和 T2WI 同时采集的一个序列,如遇患者一次坚持时间不长,可以把质子像和 T2WI 分开采集。 SE 序列是最原始的序列,图像分辨率、信噪比与其他序列相比效果较好,SE 的 T1WI 是短 TR 序列,扫描时间不长,图像效果好,T1WI 采用 SE 序列,但是 T2WI 序列是长 TR 序列,扫描时间较长,一般不使用 SE 序列。SE 序列的衍生序列 FSE,一个回波多次采集技术,降低了扫描时间,T2WI 和 T2WI 压脂序列 采用快速回波序列 FSE,图像质量与 SE 序列相差不大。3D 序列采用梯度回波,层厚较薄,扫描层数增加,使用梯度回波序列,降低每层的扫描时间,扫完一个序列总的时间在 3~4 分钟,观察层厚较薄的软骨的病变使用该序列,三维抑脂扰相梯度回波序列延迟增强扫描对膝关节软骨Ⅰ、Ⅱ期病变的具有较高的临床应用价值[2]。 5. 扫描参数的选择 磁共振成像中,空间分辨率、图像信噪比和扫描时间存在矛盾的动态关系,而它们也是决定扫描关系的主要指标。考虑到膝关节容易动,膝关节检查多为外伤患者,检查时间不能坚持太久,减少时间,保证扫描质量是首先考虑的问题。对机器所带的原始序列进行调整,扫描层厚 3mm,能保证空间分辨率和信噪比的要求,对观察细小组织的效果好,不需要特别改动。频率编码方向的矩阵增大,一般认为不会增加采集时间,实际会间接延长采集时间,不过不会太长。频率编码数为把 384 改为 320,320 的部分改为 256,数值没有超出了频率编码大于 190 的要求,肉眼观察的图像效果没有差别。采集次数减少是减少时间的最快方法,膝关节序列中大部分的采集次数是 1,已经不能改变,只有少数的采集次数是 2,可以把 2 改为 1,采集次数成倍减少。不影响检查范围的情况下,减少扫描层数,TR 时间可以缩短,序列的采集时间可以缩短一些,一般在几秒钟。机器所带的原始序列扫描层数都比较多,可以把扫描层数降下来。不出现卷褶伪影的情况下,减少过采集的面积,原始序列 100%改为 70%,时间可以缩短一些,一般在几十秒钟。对于快速回波序列,改变回波链的长度可以改变扫描时间,可以把回波链长度 6 该为 21,扫描时间可以缩短几十秒,但是回波链不能延长太多,低场磁共振不大于 6,高场不大于 21。图像的信噪比变化不大。这三项加起来,扫描时间可以减少近一半。虽然减少了时间,但是空间分辨率和图像信噪比变化不大,凭肉眼不能分辨出图像质量的改变,参数的改变是成功的。在上述序列基础上,再做一个快速扫描序列,这个序列只改变相位编码,由 320 减为 190,扫描时间又可以降一些,遇到患者配合不好的情况下使用。 选用的扫描序列如下表: 6. 注意事项 6.1 膝关节位置摆放没在磁体中心,高场磁共振床体不能左右移动,在摆位置时注意线圈要放到磁体中心,否则图像会出现不对称性的质量下降,特别是对磁场敏感的序列,如压脂序列边缘压脂没有压掉,此种情况在此组病例中出现过 3 例,后来注意了位置的摆放就没有再出现。 6.2 病人腿部活动,图像模糊,造成扫描失败。出现这种情况有三点需要注意,(1)事先嘱咐患者,让其保持平稳的心态,配合好检查,这是比较重要的一点;(2)摆位置时不要怕麻烦,膝关节周围一定要用海绵固定,防止患者腿部活动,影像图像质量,减少重扫机会。(3)改变扫描参数,减少扫描时间,也是一种很好的方法。病人腿部活动的情况在词组病例中出现过 4 例,部分序列经过补扫完成。 6.3 压脂序列的选择,机器可以有 4 种压脂序列的选择。机器的原始序列所带的压脂序列是磁饱和压脂,对磁场均匀性要求很高,图像周围压脂不均匀,组织的信号不均匀,组织之间的对比信噪比不好。把磁饱和压脂序列改为快速翻转回波压脂序列,选中 slice-IR 卡,TI 时间由 100 改为 150,1.5T 磁共振的脂肪信号的时间,选中 Filter 滤过卡,方式选 3,图像整体信号均匀,没有压不掉的脂肪信号,各组之间的对比重新显示出来。用磁饱和压脂序列做出来的图像,全部都有压不掉的情况。改为快速翻转回波压脂方式,图像就没出现过周围脂肪信号压不掉的情况。 6.4 膝关节 T2WI 有多条弧形伪影,这是由于频率编码方向腘静脉内的静脉血流动造成[3],可以把相位编码方向由前后方向改为上下方向,把过采集面积设置为 70%,图像多条弧形伪影消失。分析原因只有这 1 个序列没有改变了相位编码方向,只有这 1 个序列上出现问题,重新改回原来的序列。此种改变了相位编码方向的序列每次扫描时都出现,后来改回原来相位编码方向,就没有在出现这种情况。 6.5 膝关节交叉韧带的显示情况,交叉韧带的解剖结构,前交叉韧带下 端附着于胫骨髁间隆起的前内区,斜向上后外方,呈扇形附着于股骨外侧髁的内侧面,后交叉韧带下端附着于胫骨髁间隆起的后方,斜向上前内方,附着于股骨内侧髁的外侧面,韧带走行复杂,显示起来比较困难。平常使用最多的第一种方法是,轴位定位象上外旋 10~15,前交叉韧带显示完整能达到 70~85%。还有其它两种方法,第二种是不倾斜角度,前交叉韧带显示没有第一种方法好,主要外旋的矢状位扫描会使半月板的切面形态发生一定的变形[4];第三种方法倾斜两次角度,在矢状为检查时,第一定位线是冠状面图像内外、侧半月板中心连线的斜垂线,倾斜的方向有外上斜向内下,角度为 6.9°左右;第二定位线是横断面图像内、外侧髁后缘连线的斜垂线,由内前向外后倾斜,角度 5.8°左右[5],交叉韧带显示情况优于第一种情况,笔者对着一种方法进行改良,取这两个角度的平均值 6.35°,去掉小数点后面的数字,双斜 6°角,经过多次试验,效果非常好。改良后的倾斜的角度一样,非常便于记忆使用。 7.结论 膝关节检查是外科磁共振检查的出现几率很高的检查,也是一种很复杂的检查。基于对检查要求的不同,选择合适扫描方位、扫描序列和扫描参数,在肉眼不易识别的范围内,通过参数的改变减少扫描时间,注意膝关节扫描中存在的一些问题,能更好地显示病变组织的改变,提高膝关节成像的质量,为临床提供准确、真实的信息。 参考文献 [1]