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金属材料对磁共振检查的影响:

(2014-04-28 22:31:17)
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技术

金属材料对磁共振检查的影响:金属材料的运动和移位;金属材料引起的伪影;金属材料产生电流和发热

()金属材料的运动和移位

铁磁性材料(ferromagnetic materia1)进入磁场后,产生磁化,并与磁场发生作用.它受到两个力的作用。一个称为偏转力或旋转力或扭力,另一个为平移力或吸引力。物体所受作用力大小与以下因素有关:(1)主磁场和梯度场的场强大小;(2)物体铁磁性的大小 (3)物体的形状和质量;(4)物体与成像平面的位置和方向关系;(5)成像时间的长短。

如果金属植入物是非铁磁性的,或者在磁场中所受偏转力或吸引力较小不足以引起物体运动和移位,或者磁场作用力小于金属植入时的内固定力时,MR 检查仍然安全可行。口腔材料中有相当一部分能测得偏转力,但其中只有磁化材料(magnetically activateddevice)才是MR检查禁忌。银汞合金、银尖等不存在偏转力。心脏置换瓣膜多数有铁磁性,能测出偏转力,但该偏转力远小于心脏搏动对瓣膜所施加的作用力,因而绝大多数病人仍能接受MR检查。血管内过滤器和支架在植入几周后,一旦与血管壁牢固连接,即使有铁磁性,在检查时也不会有脱落之忧。骨科材料大多用不锈钢或一些合金制成,其中多数材料无铁磁性,能接受此项检查。然而铁磁性的动脉瘤夹和止血夹则肯定不能做MR检查。另外有人造耳蜗,或眼内有铁磁性物质的病人也不能做MR检查。鉴于一部分金属材料确为检查禁忌,检查前必须仔细询问病史,必要时须摄X 线片确定有无金属物存在;如有金属材料存在时,最好事先了解该材料的组成成分。

()金属材料引起伪影:

金属材料会引起伪影,又称磁化率伪影(magneticsusceptibility artifact)

它表现为(1)局部信号丢失,(2)低信号周围有高信号环,(3)在频率编码和选层编码方向出现物体形态失真。金属材料产生伪影的原因是:(1)造成局部磁场不均匀和自旋质子失相位,(2)自旋质子的频率和相位异常造成空间定位错误,(3)金属材料在射频脉冲激励下产生涡电流,也会造成局部磁场不均匀,这种作用相对较弱,但却是非铁磁性材料产生伪影的基础。所以铁磁性材料和非铁磁性材料均能产生伪影,前者的伪影更明显,非铁磁性材料中产生伪影者必然是导体。磁场强度越大,铁磁性材料磁化率越大,质量越大,伪影越严重。

伪影不仅使图像上局部解剖结构变形,而且会扩大到远处,严重影响图像质量如何减小伪影对图象的干扰一直是令人关心的问题,可以采取以下几种措施:(1)合理选择金属材料。如钽(tantalum),钛(titanium)等伪影较弱,口腔材料中的银汞合金、银尖、纯金、钯(palladium)等贵重材料以及陶瓷无伪影。镍、钴和铁有严重伪影。值得一提的是:一些不锈钢合金中的原材料无磁性,但经过冷处理会产生铁磁性。另外有时合金中掺入极少量铁磁性物质,便会引起明显伪影。(2)频率编码梯度和选层梯度比相位编码梯度更易受金属材料的磁化率作用影响,频率编码的方向可控制伪影出现的方向,因而选择频率编码方向时,须尽可能使伪影避开感兴趣区。另外成像平面的选择应当尽量避开或减少包括金属材料。(3)短回波时间,低磁场强度,宽读出频带和小体素可减轻伪影。(4)在自旋回波(spin echoSE)、快速自旋回波(fast spin echoFSE)、梯度回波(gradient echoGE)、等常用磁共振检查序列中,GE因无180脉冲而最易受伪影影响。SE 只有一个180度脉冲,伪影仍较明显,而FSE有数个l80 脉冲.且180度脉冲和回波间隔很短,所以自旋质子不易失相位,伪影最轻。有作者认为FSE-T2加权图像能减轻骨科金属材料的伪影,与SE相比,FSE能提供较多的图象信息,而且回波链(echotrain lengthETL)越长,回波间隔(echospacingES)越小,伪影越轻。另外短回复时间反转回复序列(short TI inversion recoverySTIR)伪影也轻。综上所述,合理选择金属材料,合理选择成像序列和参数均可减轻伪影。

()金属材料产生电流和发热:根据法氏定理(Faradaylaw),变化的磁场可产生电流。所以梯度场和射频脉冲诱导金属材料(导体)产生电流,继而发热,使局部体温升高。大量研究表明,在常规MR 检查时。金属材料即便会使局部体温稍升高,也不会有危害如一些股骨头和颈的修复材料,内固定材料均可接受MR检查。电流可刺激肌细胞和神经细胞引起收缩,但产生这种作用的电流阈值须远远大于常规MR检查所产生的电流。目前尚未发现金属植入物通过产生电流而刺激机体的报道。

最近有作者对一种用纯钛制成的动脉瘤(Spetzler titanium aneurysm clip)做了全面测试,发现它在磁场中不产生磁场吸引力,产生热量很少,伪影很轻,这种材料可以安全地接受15T15T 以下的磁共振检查。

最后应强调的是,带有起搏器,电子刺激仪的病人严禁MR 检查。一则这些仪器的导线是闭合的,会产生电流引起皮肤灼伤,再则这些仪器的工作频率受射频脉冲干扰不能正常运行,导致严重后果。

总之,严格把握检查指征,仔细做好检查前询问和准备工作,合理选择磁共振检查方法,有相当一部分带有金属植入物的病人仍能做MR检查,并可获得较好的图象质量。

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