劉廣順 任慶云 孟令強 雷立存 王瑤

（1.河北醫(yī)科大學(xué)第一醫(yī)院 口腔科，河北 石家莊 050031；2.河北醫(yī)科大學(xué)口腔醫(yī)院 口腔修復(fù)科，河北 石家莊 050017）

磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）是目前應(yīng)用較多的臨床影像診斷工具，具有無損傷性、無放射性和軟組織分辨率高等優(yōu)點，圖像不僅能反映解剖形態(tài)學(xué)方面的改變，還可提供代謝、功能方面的信息，已成為一項重要臨床檢查手段。但人們發(fā)現(xiàn)在進行頭頸部MRI掃描時，口腔內(nèi)某些金屬材料與MRI之間存在一定程度的相互影響，金屬結(jié)扎絲、鍛造硬質(zhì)無縫冠義齒、鎳鉻合金鑄造義齒、銅合金義齒在部分老年人及邊遠地區(qū)的患者口腔中仍大量存在，可能在磁共振成像中產(chǎn)生磁敏感偽影而影響圖像質(zhì)量。美國GE公司研發(fā)的Propeller（periodically rotated overlapping parallel lines with enhanced reconstruction）技術(shù)，又稱為螺旋漿掃描技術(shù)，是一種全新的磁共振成像掃描技術(shù)，這一技術(shù)的圖像采集方式是一種獨特的填充模式，以輻射狀的葉片用螺旋的方式采集數(shù)據(jù)，直到整個K空間數(shù)據(jù)完成，能有效消除磁化性偽影，提高圖像質(zhì)量，對顱底病變的檢出有重要意義。本文對這些口腔金屬材料在MRI檢查時的成像表現(xiàn)作一分析，并探討Propeller技術(shù)在磁共振擴散加權(quán)成像中的應(yīng)用價值，以拓展MRI在臨床實踐的應(yīng)用。

1 材料和方法

1.1 研究對象

在臨床上選取上頜前牙外傷松動或脫位而需進行牙齒復(fù)位的10例志愿患者為A組，要求志愿者口腔內(nèi)無充填體及固定修復(fù)體、無頸椎及顱腦疾病。在局部麻醉下將外傷牙齒復(fù)位，用直徑0.30mm的金屬結(jié)扎絲（質(zhì)量分數(shù)組成：碳0.19%～0.24%，鉻19%～21%，鎳9%～11%，硅0.2%～1.8%，錳0.8%～2.2%，鉬1.5%～1.8%，硫＜0.02%，磷＜0.02%，鐵余量）按常規(guī)行“∞”字結(jié)扎固定。

在臨床上選取上頜單個磨牙非游離缺失擬進行固定修復(fù)的30例志愿患者，要求患者口腔內(nèi)無充填體及固定修復(fù)體、無頸椎及顱腦疾病。將30例志愿者隨機分為B、C、D組，每組10例。常規(guī)牙體預(yù)備后，取硅橡膠印模，灌注石膏模型。B組志愿者用鍛造硬質(zhì)無縫冠（質(zhì)量分數(shù)組成：鎳＞80%，鉻＞7.2%，銅＜6.0%，錳0.3～1.2%，硅≤0.45%，碳≤0.25%，磷＜0.035%，硫＜0.035%）制作金屬固定義齒；C組志愿者用鑄造鎳鉻合金（質(zhì)量分數(shù)組成：鎳56.0%，鉻26.0%，鉬10.0%，鈮1.0%，鐵2.5%，鉭1.5%）制作金屬固定義齒；D組志愿者用鑄造銅合金（質(zhì)量分數(shù)組成：銅38%～58%，鋅30%～45%，鎳、錫、硅、鐵、錳余量）制作金屬固定義齒。

1.2 研究方法

在A、B、C、D組志愿者金屬結(jié)扎絲結(jié)扎固定或配戴金屬固定義齒前后進行磁共振成像掃描，采用GE Signa Excite Twinspeed 1.5T MR掃描儀，標準頭顱線圈，掃描序列包括FSE序列T1加權(quán)成像（FSE T1序列）、普通EPI擴散加權(quán)成像（diffusion weighted imaging，DWI）序列和Propeller DWI序列，層厚為5mm，層間距為1mm。

1.3 影像分析

原始圖像傳至ADW 4.0工作站，由經(jīng)驗豐富的放射科醫(yī)師根據(jù)磁共振表現(xiàn)分為無偽影、輕度偽影、中度偽影和重度偽影。1）無偽影：所檢物體顯示清楚，邊緣光滑，無變形，且背景信號無干擾。2）輕度偽影：所檢物體結(jié)構(gòu)能分辨，但邊緣局部有低信號影而致邊緣模糊。3）中度偽影：所檢物體結(jié)構(gòu)不能分辨，但周圍半圓形或不規(guī)則形異常信號范圍較小。4）重度偽影：所檢物體結(jié)構(gòu)不能分辨，而由大面積的半圓形或不規(guī)則形異常信號區(qū)替代。

2 結(jié)果

A組志愿者在接受MRI檢測時，感覺到修復(fù)體周圍黏膜組織有很明顯的刺痛和燒灼感；B組志愿者在接受MRI檢測時，感覺到修復(fù)體周圍黏膜組織有輕微的刺痛和燒灼感；C、D組志愿者在接受MRI檢測時，都表示修復(fù)體周圍黏膜組織無任何不適感。

2.1 金屬材料在FSE T1序列中的成像及偽影

MRI檢測時，A、B、C、D組金屬材料在FSE T1序列中均產(chǎn)生了偽影，其中A組金屬結(jié)扎絲、B組鍛造硬質(zhì)無縫冠形成了面積較大的重度偽影，并在邊緣形成明顯的不規(guī)則高信號帶；C組鑄造鎳鉻合金義齒形成了較小的中度偽影；D組鑄造銅合金義齒形成了很小的輕度偽影（圖1）。

2.2 金屬偽影對鄰近結(jié)構(gòu)的影響

A、B、C、D組在FSE T1序列中的金屬材料偽影均影響到了口腔及周圍正常組織結(jié)構(gòu)的影像，其中A組金屬結(jié)扎絲偽影影響到了所在部位的牙槽骨、舌體、舌下腺、軟腭、硬腭、上頜竇、眼球、顱底和顱內(nèi)解剖結(jié)構(gòu)；B組鍛造硬質(zhì)無縫冠偽影影響到了所在部位的牙槽骨、舌體、舌下腺、軟腭、硬腭和上頜竇中上部；C組鑄造鎳鉻合金義齒偽影影響到了所在部位的牙槽骨、舌體、軟腭和硬腭；D組鑄造銅合金義齒偽影僅影響到所在部位的牙槽骨。

A組普通EPI DWI序列成像可見由金屬結(jié)扎絲引起的在顱腦解剖組織有大片的磁敏感偽影無法去除，采用Propeller DWI序列的磁敏感偽影明顯減弱（圖2），獲得具有診斷價值的圖像，顯著提高了組織的分辨力和病變的檢出率。B、C、D組志愿者在普通EPI DWI序列以及Propeller DWI序列成像過程中的金屬偽影均未影響到顱腦解剖組織。

3 討論

核磁共振是將人體組織的生物氫質(zhì)子群環(huán)繞在外加靜磁場中發(fā)生的變化，通過環(huán)繞在人體周圍的接受圈接收后產(chǎn)生感應(yīng)電流，將該電流放大并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，經(jīng)計算機處理信號后獲得特定組織的磁共振圖像[1]。如果在檢查時體內(nèi)有金屬異物，將在局部形成強磁場干擾主磁場的均勻性，從而在成像過程中使該金屬部位周圍的圖像形成偽影，影響圖像質(zhì)量，甚至影響到診斷的正確性。而在日常的臨床工作中，頭部MRI掃描最常遇到的問題就是口腔金屬材料的偽影，雖然目前使用金屬結(jié)扎絲來做上下頜骨骨折內(nèi)固定或者使用鍛造硬質(zhì)無縫冠、鑄造鎳鉻合金、鑄造銅合金固定義齒已很少，但在部分老年人及邊遠地區(qū)的患者口腔中仍然大量存在且在檢查時又難以拆除，因此，研究這些口腔金屬材料對MRI成像的影響具有現(xiàn)實意義。

金屬材料引起的偽影又稱為磁敏感偽影，分為鐵磁性金屬偽影與非鐵磁性金屬偽影。金屬偽影在磁共振成像中可以3種形式出現(xiàn)：幾何成像畸變，尤其是在物體邊界上的幾何畸變；物體周圍逐漸或明顯的信號流空；臨近物體的清晰高信號區(qū)域[2]。產(chǎn)生偽影大小與金屬材料的磁化率及磁場強度相關(guān)，磁化率越大，磁場強度越高，產(chǎn)生偽影越大。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，非鐵磁性金屬的磁化率小于鐵磁性金屬，在磁場中使其周圍的主磁場或局部磁場并無大的改變，當(dāng)施加高速變化的梯度磁場時，在非鐵磁性物質(zhì)中感應(yīng)出電流產(chǎn)生局部磁場，一方面使信號空間錯位，另一方面使質(zhì)子離相加速、信號損失，其偽影為圓形低或無信號區(qū)，邊緣呈高信號環(huán)帶，使相應(yīng)區(qū)域影像消失、模糊、組織和結(jié)構(gòu)變形等[3]。

本研究中筆者選用以前臨床上常見的金屬結(jié)扎絲、鍛造硬質(zhì)無縫冠、鑄造鎳鉻合金、鑄造銅合金固定義齒進行MRI成像研究。林麗紅等[4]報道，鉻鎳不銹鋼合金、鎳鉻合金屬于對MRI有輕度影響的金屬，產(chǎn)生的偽影較小。本研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)SE T1序列中以金屬結(jié)扎絲、鍛造硬質(zhì)無縫冠產(chǎn)生的偽影最大，鑄造銅合金義齒最小，與賴壽偉等[5]的報道基本一致；但與解春等[6]的實驗結(jié)果有一定差異，可能與其制作工藝及實驗參數(shù)不同有關(guān)。金屬結(jié)扎絲中的鐵和鎳鉻合金中的鎳屬于很強的鐵磁性物質(zhì)，在局部可以產(chǎn)生較強的磁場，干擾主磁場的均衡性以至于因破壞組織的物理位置與頻率的對應(yīng)關(guān)系而擾亂圖像，形成較大的的金屬偽影[1]。本研究結(jié)果提示，鐵和鎳對MRI偽影范圍的大小起主要作用。因此，在臨床工作中應(yīng)盡量減少使用含鎳、鐵高的金屬材料。銅和鋅為磁化方向與磁場方向相反的物質(zhì)，即抗磁質(zhì)，由于拉莫運動產(chǎn)生的附加磁矩很小，呈現(xiàn)出來的磁性也很微弱，對MRI檢查影響也較小[1]。

DWI是目前臨床上診斷急性缺血性腦梗塞的最敏感的檢查方法，文獻[7]報道其可于起病后0.5～2.0 h發(fā)現(xiàn)病變，但傳統(tǒng)的序列在患者體內(nèi)有金屬異物時會有明顯的磁敏感偽影，導(dǎo)致大片的信號丟失，難以獲得符合診斷要求的圖像。Propeller DWI序列和普通EPI DWI序列相比，對磁敏感效應(yīng)不敏感，因此也不易出現(xiàn)偽影，這一變化的關(guān)鍵在于Propeller技術(shù)是一種全新的K空間采集技術(shù)，被形象地稱為螺旋槳技術(shù)。傳統(tǒng)的快速自旋回波等脈沖序列的K空間充填方式是在相位方向上互相平行，在采集一次回波后充填一行K空間，由上往下按順序逐行充填直至填滿，不具有校正功能，采集一次磁敏感偽影會影響到整個圖像。Propeller技術(shù)的相位數(shù)據(jù)充填方式是螺旋槳式的數(shù)據(jù)充填，這種充填模式以一定厚度的“葉片”采用旋轉(zhuǎn)的方式充填K空間的數(shù)據(jù)?！叭~片”的寬度即一次采集的相位數(shù)，也就是回波鏈長度。在K空間充填時每次采集數(shù)據(jù)的“葉片”的中心點位置是固定的，然后順一個方向旋轉(zhuǎn)，在K空間的邊緣部分旋轉(zhuǎn)的葉片順序連接，形成一個完整的圓形，完成一次K空間的充填。因此，每一塊數(shù)據(jù)采集均具有校正功能，采集一次磁敏感偽影對整個圖像不造成影響。采集一次數(shù)據(jù)，“葉片”雖然只旋轉(zhuǎn)1周，但中心部分的數(shù)據(jù)（K空間正中區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)對圖像的對比度、信躁比起決定作用）因重疊式充填，使得其數(shù)據(jù)量明顯多于邊緣部分。在合成圖像時，剔除具有較低權(quán)重的失真數(shù)據(jù)，可以消除磁敏感性偽影。

金屬結(jié)扎絲對頜面部及顱腦磁共振成像有較大的影響，可影響到相應(yīng)部位正常解剖結(jié)構(gòu)和病灶的影像。但是，應(yīng)用Propeller技術(shù)進行DWI序列掃描，能明顯消除磁敏感偽影，生成高分辨無偽影的具有臨床診斷意義的圖像。但是Propeller DWI的一個不足就是成像時間相對延長，通常普通EPI DWI序列的成像時間只需要40 s左右，而Propeller DWI需要2～3min，這主要是因為通過多次發(fā)射射頻脈沖激發(fā)成像，并且在數(shù)據(jù)采集時重復(fù)充填K空間，耗時延長，但相對于提高的圖像質(zhì)量和病灶檢出率來說是值得的。

A、B組志愿者在MRI檢測時產(chǎn)生刺痛和燒灼感的原因可能是金屬材料在強磁場中產(chǎn)生的微弱電流對黏膜的刺激，其對設(shè)備和患者所造成的影響尚有待于進一步研究。

本研究表明，鍛造硬質(zhì)無縫冠、鑄造鎳鉻合金冠、鑄造銅合金義齒均對MRI有不同程度的影響，嚴重時可影響到口腔及周圍組織包括上頜竇、牙槽骨、舌體、舌下腺等組織和器官的成像。所以，針對這些組織和器官進行MRI檢查時，相鄰牙位的金屬修復(fù)體應(yīng)拆除；但鍛造硬質(zhì)無縫冠、鑄造鎳鉻合金、鑄造銅合金義齒形成的偽影對顱腦和頸椎成像不會造成影響，在進行顱腦和頸椎的MRI檢查時不必拆除此類合金修復(fù)體；金屬結(jié)扎絲對頜面部及顱腦磁共振成像會造成較大的偽影，傳統(tǒng)的MRI檢查無法完成，所以在臨床工作中應(yīng)盡可能減少其使用，但是當(dāng)無法避免地使用金屬結(jié)扎絲后，可以應(yīng)用Propeller技術(shù)來消除磁敏感偽影，Propeller技術(shù)較傳統(tǒng)的磁共振圖像有更高的信噪比和對比度，拓展了MRI在臨床上的應(yīng)用。

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