1、【基础理论】重新认识 3T 磁共振图像特点在使用 3T 磁共振的过程中，您是不是也会有如下疑问、不解甚至抱怨？关于 3T 的迷思 为什么 3T 图像还不如 1.5T图像清楚？为什么 3T 扫描时间不能比 1.5T 成倍缩短？为什么 1.5T 的扫描参数不能用于 3T？小编要说：3T 是一把双刃剑，只有正确认识 3T 的物理基础和图像特点才能获得优秀的图像质量。 1 图像信噪比提高 场强越高，磁共振图像信噪比越高，理论上而言沿着主磁场方向上的质子数目随着场强升高而成线性增加。但实际上，受到下文提及的弛豫时间变化影响、人体总热量 SAR值的累积等，SNR 的提高与场强并不成正比，3T 的 SNR增
2、加约为 1.5T 的 1.7 倍左右。3T 磁共振 SNR 的提高体现在如下几个方面：高信噪比换取更高的时间分辨率和空间分辨率，在做动态多期扫描如 LAVA/TRICKS 等、做高分辨率及容积扫描 BRAVO/CUBE 等效果明显优于 1.5T；还可以提高波谱和 fMRI 分辨率，识别更多的代谢物峰或脑激活区。2 图像对比度改变 对于火眼金睛的放射科医生而言，很容易发现 3T 图像没有1.5T 好看，这其实是指对比度。先看一个典型的例子脊柱，下面两幅 T1 图像，没有经验的人会认为右侧的图像更好，应该是 3T 的，为什么？看上去更清楚啊，3T 图像理所当然应该比 1.5T 清楚啊！图 1 左侧
3、 3T，右侧 1.5T但是实际上左侧是 3T 图像，右侧是 1.5T 图像。这正是部分医生反映 3T 反倒没有 1.5T 好的现象，具体而言就是 T1上该黑的不黑脑脊液。究其原因，就是因为场强升高，带来的组织纵向弛豫时间 T1 的延长。我们可以这样来理解：磁共振成像信号产生的过程中，90射频脉冲把宏观磁化矢量 Mz“放倒”到水平面上，此时 Mz 为 0；射频脉冲关闭后，Mz 开始从 0 以特定的弛豫速率 T1 恢复到初始最大值，在此过程中仍受到主磁场 B0 的牵制和反作用力，所以B0 越大，反作用力越大，恢复速度越慢，其 T1 值越大。表现在图像上，所有物质的 T1 值都延长了！在完全一样的T
4、R 条件下，很多 1.5T 上短 T1 的组织看上去变成了等 T1或者甚至长 T1，T1 对比度下降，这在脊柱、头颅表现最为明显。solution T1 对比度下降 - 使用翻转恢复序列 T1 Flair 取代 T1 FSE 下图为两个 3T 上采集的胸腰椎图像，左侧是 T1 Flair，右侧是 T1 FSE。所以 3T 上使用 Flair 序列，并不是为了压水！图 2 左侧 T1 Flair，右侧 T1 FSE3 图像采集时间缩短？延长？ 根据前一条，3T 下组织 T1 时间延长，为了使组织信号得到充分的恢复，必然带来重复时间 TR 的延长。这样将带来扫描时间增加！此外，3T 所使用的射频能
5、量更高，SAR 值是 1.5T 的 4 倍。同样的 TR 时间，允许扫描的层数将减少，或者反之，扫描层数固定，TR 时间必须延长，来进行散热，等待 SAR 值降低。啥？你的意思是 3T 比 1.5T 还慢？某些参数条件下，确实有可能会这样的。所以小编再次强调，不要把 1.5T 的参数套到 3T 上，我们需要根据 3T 的特点进行扫描参数设置，同时规范扫描操作，才可以把 3T 的优势发挥出来，尤其注意避免下文所提到的伪影。4 磁敏感现象加重 在气体和组织交界面，由于 T2*相移，容易出现图像变形或局部低信号甚至无信号区，场强越高，T2*相移更加明显，磁敏感现象加重。在此，小编并没有使用磁敏感伪影
6、一词，因为磁敏感现象虽然会在 FIESTA 和 DWI 等图像上带来伪影，甚至影响诊断，但另一方面它可以增加 SWAN 和BOLD 的敏感性，有利于发现出血、钙化、提高 PWI 和BOLD 的敏感性。图 3 FIESTA 与 DWI图 4 SWANsolution 磁敏感伪影 - 使用 ASSET/ARC 等并行采集技术- 缩短 TE、减小体素、增加带宽- 使用螺旋桨 DWI 扫描 图 5 上排为常规 DWI，颅底和额叶因假牙导致的磁敏感伪影发生严重变形，下排为 PROPELLER DWI 序列，可以有效克服磁敏感伪影，消除图像变形5 化学位移现象加重 由于水与脂肪氢质子进动频率差异，其在频率
7、编码方向位移不同，表现为水脂交界面低信号影第一类化学位移伪影。solution 化学位移伪影 - 增加带宽- 使用脂肪抑制或IDEAL 序列 图 6 左图带宽 16kHz，右图带宽 32kHz图 7 左图带宽 16kHz，右图带宽 42kHz在梯度回波序列中容易出现第二类化学位移伪影，由于水的质子进动频率快，间隔一定时间，水和脂肪会周期性地相差 180相位，这个周期在 1.5T 是 4.5ms，3T 缩短一半，约 2.2ms。即 2.2ms 时，水和脂肪同相位而信号叠加，1.1ms 时，水和脂肪反相位而信号相减。所以在进行 3T 同反相位成像时，务必采集第一个反相位时间和同相位时间图像，否则难
8、以将脂肪成分和因为 TE 延长带来的信号下降进行鉴别。 图 8 左图，同相位 TE2.3ms，右图，反相位 TE5.8ms。不能诊断脂肪肝。6 电介质伪影加重 由于射频波的驻波效应和人体组织间导电特性的差异，3T上使用的射频波长与人体腹部直径接近，容易在腹部盆腔区域出现信号明暗不均，而且随着腹水的出现和磁场强度增加，该效应会更加明显。下左图为 1.5T 采集，右图为 3T采集。图 9 左图 1.5T，右图 3T。腹水可引起严重的电介质效应，3T 对此非常敏感。 solution 电介质伪影 - 使用多点激发的射频场- 在腹部盆腔检查中使用电介质垫- 采用PURE/SCIC 进行图像均匀性校正
9、电介质垫置于腹盆部减轻电介质伪影。 7 运动伪影加重 场强增高，SNR 增高，虽然带来更清晰的细节，有利于观察解剖结构，但是也必须注意到，运动伪影也同样会比1.5T 放大，呼吸运动、肠道运动及血管搏动伪影表现更明显。图 10 腹部和腰椎图像受到呼吸运动、胃肠道蠕动和大血管搏动影响 solution 运动伪影 - 患者严格制动- 合理选择频率及相位编码方向以使伪影避开病灶或重要组织- 合理放置饱和带以去除伪影来源- 正确选择线圈 图 11 上图中，使用 NV Array_A Coil，线圈覆盖范围非常大，容易把主动脉搏动带入 FOV 内，表现为颈椎及颈髓内的模糊伪影，下图中使用 CTL_12 COIL 并添加饱和带进行颈椎扫描，可有效去除搏动伪影和呼吸伪影。小结 3T 是一把双刃剑，在对它抱以满满的期待和热情的同时，我们需要冷静、重新认识3T 磁共振固有的特点，才能扬长避短，最大限度发挥 3T磁共振的优势！也希望大家越用越好！
