MR技术篇——如何做好膝关节磁共振

关键词目录：检查前准备，场强及线圈选择，体位选择及注意事项，常规序列及部分参数介绍，DWI及增强简介，常规扫描定位及斜冠斜矢定位，软骨3D序列，软度定量序列，常见伪影及解决方法。

磁共振作为关节损伤影像学检查的首选方式，可有效评估膝关节软骨、肌腱、韧带等组织，对于各位老师来说膝关节磁共振应该是比较简单的扫描部位，但想要得到信噪比分辨率皆可、无明显伪影且诊断临床都认可的图像也非易事。

检查前准备

询问患者禁忌证、适应证及查看相关病历，禁忌证是为了保证不出现安全问题，而询问适应证及查看病历是为了能更精准的扫描，更具目的性的选择个性化序列，也更容易获得诊断及临床都认可的图像。

举个例子，患者病历显示前交叉韧带损伤，这个时候不管是体位还是扫描定位，都应该在保证范围包含整个膝关节的前提下重点显示前交叉韧带，就算有时候病历未提及但通过图像发现其他病变，也应该额外增加一个针对病变的序列便于医生诊断。

场强及线圈选择

膝关节磁共振成像，1.5T及3.0T都能提供较高的诊断价值，而3.0T图像分辨率及信噪比更高，具有更高的诊断准确性；而1.5T产生的SAR值较低、噪声分贝也更低，且对于部分金属植入物来说更安全。

图1:来自文献1.5 vs 3 Tesla Magnetic Resonance Imaging A Review of Favorite Clinical Applications for Both Field Strengths—Part 1

现在基本上很多医院都配备了膝关节专用线圈，专用线圈不管是摆位便捷性还是图像质量都要优于其他线圈，若无专用线圈也可选择柔性线圈，特殊情况甚至可以使用体线圈加脊柱线圈。线圈固定后为了避免另一侧信号干扰，还应该在两腿之间放置沙袋隔开。

图2:膝关节专用线圈（来自联影云课堂）

图3:柔性线圈（来自联影云课堂）

体位选择

膝关节常规选择足先进仰卧位，之前的文章提到过“三中心原则”，尽量使膝关节置于线圈中心、定位时尽量准确定在髌骨下缘置于磁体中心、情况允许尽量使受检侧膝关节置于检查床中心。

专用线圈下方腘窝处一般配有软垫，若使用的是柔性线圈可使用小沙袋或海绵垫替代，使关节屈曲15°-30°，同时还可以使其外旋15°左右，这样的目的是让前交叉韧带显示更完整，便于临床评估。

线圈内空隙处可使用沙袋进行填充，髌骨下方可使用沙袋压住，空气间隙过多易引起磁场不均匀造成压脂效果不佳，小腿下方可使用沙袋垫起避免患者小腿悬空，踝关节上方可使用沙袋进行固定（这样一算不知道沙袋够不够用），舒适的体位能让患者更好配合完成检查。

图4:膝关节磁共振体位选择

常规序列

膝关节磁共振常规扫描4个序列，2种对比权重，分别为T1WI及PDWI，T1-SAG、PD-SAG、PD-COR、PD-TRA，主方位为矢状位，用于诊断检查韧带、软骨及半月板病变，冠状位主要用于评估半月板撕裂及侧副韧带病变，横断位主要用于显示髌骨后缘软骨。

常规扫描基本是使用FSE序列，很少使用GRE序列，因为GRE序列对于韧带半月板等组织显示效果一般，SNR较低，随着磁共振硬件性能的提升及各种加速技术的发展，FSE不仅能很快完成扫描，图像质量也优于GRE序列。

图5:联影膝关节磁共振常规序列图6:联影膝关节磁共振常规序列图像

部分参数

T1序列不施加脂肪抑制，横冠矢PD序列常规使用脂肪抑制，一般膝关节常用的脂肪抑制方法为常规FS及SPAIR；

PD序列为长TR短TE，重复时间TR尽量大于2000ms，TE约在25-40ms范围，TR较低的时候可以使用参数驱返平衡提高对比度；

时间允许分辨率信噪比肯定是越高越好，综合扫描时间的情况下相位分辨率建议尽量大于192，读出分辨率建议尽量大于256，FOV尽量不要超过160mm*160mm；

层数根据实时场景可调整，层厚设置为3-4mm范围，层间距不超过扫描层厚地30%；

横断位相位方向一般为左右，矢状位冠状位相位方向一般为头足，T1序列矢状位可根据情况选择前后作为相位方向缩短扫描时间，相位方向确定后还需要增加相应的过采样避免卷褶伪影；

扫描时间约在5-6min，加速技术可根据情况自行选择，有什么用什么，并行采集、压缩感知、联影专属的ACS等，但切勿盲目缩短扫描时间，加速的同时需保证图像质量。

图7:联影膝关节磁共振PD-TRA序列参数

序列定位

虽然联影目前的EasyScan技术已经很成熟了，定位也很精准且便捷快速，但我们不能过于依赖AI，使用AI之前还是需要掌握手动定位的方法。

矢状位定位：以横断位冠状位为参考图像，轴位上垂直于股骨内外髁后缘连线，冠状位上垂直于胫骨平台，使矢状位定位像位于FOV中心；

图8:膝关节磁共振SAG定位示意图

冠状位定位：以横断位矢状位为参考图像，轴位上平行于股骨内外髁后缘连线，矢状位上垂直于关节间隙，使冠状位定位像位于FOV中心；

图9:膝关节磁共振COR定位示意图

横断位定位：以冠状位矢状位为参考图像，冠状位上平行于股骨内外髁下缘连线，矢状位上平行于关节间隙，使横断位定位像位于FOV中心。

图10:膝关节磁共振TRA定位示意图

斜矢状位定位：如想得到显示前交叉韧带更清晰的图像，可让定位线在横断位图像上较标准矢状位内旋15°-25°。

图11:膝关节磁共振斜矢状位定位示意图

斜冠状位定位：定位线在斜矢状位图像平行于前交叉韧带长轴。

图12:膝关节磁共振斜冠状位定位示意图

前交叉显示更佳的斜矢状位定位：斜冠状位上针对性二次定位，得到显示前交叉韧带更佳的斜矢状位。

图13:膝关节磁共振前交叉韧带显示更佳的斜矢状位定位示意图

膝关节扩散加权成像DWI

若膝关节有占位性病变，可加扫DWI序列鉴别占位良恶性，DWI具体原理详见前文，这里就不多过介绍了，联影的DWI做得确实很好，很少出现形变。DWI磁共振扩散加权成像及拓展

图14:联影磁共振膝关节DWI及ADC图像

膝关节磁共振增强

膝关节磁共振很少做增强，可分为直接法和间接法两种，直接法为直接向关节腔注射稀释后的钆对比剂，然后活动关节5min左右马上进行T1脂肪抑制横冠矢的扫描，直接法造影目前很少，且一般都为骨科医院开展，笔者也未曾操作过该项检查。

间接法造影就是通过静脉注射钆对比剂，剂量为0.01mmol/kg或0.02ml/kg，注射后活动关节时间相较于直接法稍长一些，大概10min左右，然后马上进行T1脂肪抑制横冠矢的扫描。

图15:联影磁共振膝关节间接法造影图像

膝关节PD T2序列

该序列通过采集双回波，一次扫描同时得到PD及T2两种对比度，PD权重可更清晰显示韧带半月板等解剖细节，T2权重对于长T2的异常信号病变更敏感，且T2图像的TE时间更长，可有效避免魔角效应的出现。

图16:联影磁共振膝关节PD T2序列图像

膝关节软骨3D序列

常规序列由于层厚及分辨率的限制，导致观察到的软骨信息有限，如果需要详细评估关节软骨情况，可加扫3D序列，这里介绍常用的三种，3D扰相梯度回波序列、3D可变翻转角FSE序列、3D多回波合并序列。

3D扰相梯度回波序列：t1_quick_3d_fs，该序列为快速扰相梯度回波（spoiled gradient recalled echo），TR、TE都很短，可使用并采加速、部分傅立叶、层间插值等方法来缩短扫描时间，可很好的显示关节软骨。

扰相梯度回波在联影叫gre_sp（spoiled gradient recalled echo），GE叫SPGR（SPoiled Gradient Recalled echo），飞利浦叫FFE（Fast Field Echo），西门子叫FLASH（Fast Low Angle Shot）。

图17:联影磁共振膝关节3D扰相梯度回波序列图像

3D可变翻转角FSE序列：fse_mx_3d，该序列是基于快速自旋回波的3D成像序列，对回聚脉冲翻转角进行调制，可在翻转角模式进行选择自定义权重。

3D可变翻转角联影叫mx（matrix），全称为Modulated flip Angle Technique in Refocused Imaging with eXtended echo train，GE叫CUBE【3D-FSE-XETA（eXtend Echo Train Acquistion）】，飞利浦叫VISTA（Volume ISotropic Turbo spin echo Acquisition），西门子叫SPACE（Sampling Perfection with Application optimized Contrast using different flip angle) 。

图18:联影磁共振膝关节3D可变翻转角FSE-T2序列图像

3D多回波合并序列：geti_3d_we，该序列是在小角度射频脉冲后利用多次切换读出梯度采集多个梯度回波，将其填充在K空间的同一条相位编码线上，再将这些回波合并起来。该序列还进行了水激发，water excitation。多回波合并序列，短TE信噪比好，长TE对比度好，多个回波进行合并成像就得到了信噪比对比度均衡的膝关节软骨图像。

该序列在联影叫geti（gradient echo train imaging），GE叫MERGE（Multiple-Echo Recalled Gradient echo），飞利浦叫mFFE（Multiple Fast Field Echo），西门子叫MEDIC（Multiple-Echo Date Imaging Combination）。

图19:联影磁共振膝关节3D多回波合并序列图像

膝关节软骨定量序列

T1 mapping：纵向磁豫时间定量成像技术，联影的T1 mapping原理为固定其他参数，使用不同翻转角FA成像计算得到T1的定量值，一般联合软骨延迟钆增强磁共振成像（delayed gadolinium-enhanced MR imaging of cartilage）一起应用，可分为初始T1 mapping和增强T1 mapping两种。

图20:联影磁共振膝关节T1 mapping序列图像

T2 mapping：横向磁豫时间定量成像技术，目前应用较多的一种原理为固定其他参数，使用不同回波时间TE成像计算得到T2的定量值，且需要至少4个以上回波才能计算T2值。T2 mapping存在一定局限性，首先，目前没有确切阈值来判断软骨是否退变，只能与正常软骨对比；其次，膝关节魔角效应及积液会影响T2值的准确性；此外，受试者关节长轴是否与B0场保持一致也会影响计算准确性。

图21:联影磁共振膝关节T2 mapping序列图像

T2* mapping：采用多回波的梯度回波序列在单个层面生成多个回波的图像，并使用单指数或双指数衰减方程式进行信号拟合，最终形成T2*对比图像。与T2差异在于T2*能反映局部磁场的不均匀性，定量具有更高敏感性。

图22:联影磁共振膝关节T2* mapping序列图像

MTR：磁化传递率定量序列，magnetization transfer ratio，基于GRE序列成像，一次扫描可同时得到常规T1结构图、磁化率加权结构图及磁化传递率定量图。MTR能较好的显示及定量软骨变化，可在骨性关节炎发生之前进行早期干预。

图23:联影磁共振膝关节MTR序列图像

MTP：上一篇文章中已经详细讲过该技术了，一次扫描可同时得到多种对比图及T1 mapping、T2* mapping、PD mapping。磁共振未来新方向——多对比定量成像技术

图24:联影磁共振膝关节MTP序列图像（该图来自联影uMR在线生态）

常见伪影及解决方法

运动伪影：这个没有太多可讲的，与患者进行有效沟通是十分有必要的，其次就是制动，前面说到了可以用沙袋进行固定，还可以使用联影的防动序列arms。

血管搏动伪影：常发生在PD脂肪抑制矢状位及PD脂肪抑制横断位上，横断位选用前后作为相位方向则会导致血管搏动伪影遮挡重要部位影响诊断，可以将其修改为左右，不影响图像观察诊断。

图25:横断位不同相位方向的伪影显示

矢状位出现血管搏动伪影的原因多为节约扫描时间将相位方向设置成前后，修改为头足方向后就不会出现了，但是要注意相位过采样不足会出现卷褶伪影。

图26:矢状位不同相位方向的伪影显示

魔角效应：当组织结构与B0场夹角为约55°时，正常组织常表现为异常高信号，该伪影常出现在短TE的T1权重及PD权重序列，我们可以通过适当的延长TE及改变体位来抑制魔角效应伪影，或者额外多扫描一个长TE的T2权重序列与之进行鉴别，前面提到的PD T2序列就是一个不错的选择。

图27:膝关节磁共振魔角效应

以上就是自己对于膝关节磁共振的一些简单理解，仅供参考，不当之处希望各位老师指正，内容包含了各种序列及参数简介、扫描定位等，很多道理其实都比较简单，但是知易行难，膝关节磁共振的扫描前中后都需要我们把握好每一处细节，细节决定成败。这应该是春节前最后一次更新了，提前祝大家新春快乐，心想事成。