膝关节磁共振扫描技术的研究

膝关节磁共振扫描技术的研究

聂宇杰

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

StudyonkneeMRIscanningtechnology

NIEYu-jieDepartmentofRadiology,QILUPetrochemicalCenterHospital,ZiboShandong255400,China

【Abstract】[Purpose]studyonkneejointMrImagingparameterwiththesoundusingmagneticresonanceimagingtechnology.[Method]studiesonanatomicalstructuresoftheknee,basedonclinicalkneeligaments,meniscus,articularcartilage,bonesandmuscles,differentrequirements,selecttheappropriateposition,thescansequenceandthescanparameters,matchthreeinanoptimalway,andattentionproblemsinscanning,providebetterimagequality.[Results]withgoodposition,thescansequenceandthescanparameters,timecansaveabouthalf,bettermagneticresonanceimagingdonefaster.[Conclusion]withinacertainrange,youcanchangethescanparametersofMRI,scanstheimagespatialresolutionandsignal-to-noiseratio,peopleareindistinguishabletothenakedeye,youcantakeadvantageofthatsequenceorientationoptimizationofthescan,scan,scanparameters.

【Keywords】kneescanningtimeinhibitionoffatdoubleinclined6°anglephaseencodingdire

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]宫洪翰.磁共振成像原理与临床应用.南昌：江西科学出版社，2006.11.

[2]张国伟，张光辉，赵善娜.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期病变的应用价值研究.ChinＪClinicians(ElectronicEdition)April1,2011,Vol.5,N0.7.

[3]杨正汉，冯逢，王宵英.磁共振成像技术指南.北京：人民军医出版社，2007.6.

[4]刘新球，韩邵军.膝关节磁共振成像技术临床应用研究.医疗卫生装备.Vol.32.Ｎo.122011.

[5]孟广君.膝关节低场ＭＲＩ最佳检查方法的回顾分析.ＪMedImagingVol.1８Ｎo.112008.