近年来,3.0 T MRI的临床应用有增多趋势,尤其在中枢神经和肌骨关节系统。3.0 T可以进行高时间、高空间、高对比分辨力的MRI和MRA检查,扩大功能MRI的研究和应用范围。但是,与1.5 T不同,3.0 T在体部成像仍面临挑战。从1.5 T到3.0 T,并不是简单的磁体场强提高。例如,将1.5 T MRI系统的扫描序列平移到3.0 T,后者的成像过程与质量不会令人满意。显然,对3.0 T超高场MRI系统应有新的成像理念。
在目前技术条件下,3.0 T的体部MRI具有以下特点。① SAR增加。SAR是度量RF能量在人体内沉积的指标。它在3.0 T MRI增加4倍,这对选择RF脉冲、成像时间、图像分辨力与对比度等产生负面影响。例如,在SSTSE序列中最短TR受SAR制约,通常接近1 500 ms(3.0 T的回波链RF脉冲产生大量热能,故需要更长时间散热)。较长的TR有助于T1充分恢复,以维持较大的T2信号,但它导致扫描时间延长。②多源磁场扭曲。磁敏感性效应在3.0 T MRI增大。例如,空气-软组织交界面(鼻窦、肺部、胃肠道、不规则皮肤表面)、体内金属夹或硬件本身所致的图像变形、失真在3.0 T MRI更明显。场强越高,顺磁性效应越大,后者可降低图像清晰度。这些因素不利于体部成像。③磁场均匀性面临挑战。体部成像通常需要大视野扫描,在Z轴方向视野多超过35~40 cm。这要求在大范围内保持良好的静磁场均匀性。④运动伪影明显。呼吸、心跳、血管搏动和胃肠蠕动等生理活动所致的各类伪影可降低图像质量。有些在1.5 T MR需要单次屏气完成的扫描(最佳TR为700~1 000 ms),在3.0 T MRI需要2次屏气才可完成(受SAR制约)。⑤图像对比度改变。在3.0 T 组织的T1变长,T2变短(因为T2 或T2*衰减更快)。这可能导致在T1WI肝脾信号强度对比增大,在T2WI肝脏信号更暗,以及更大T2*效应引起的图像模糊。此外,调整TE大小在3.0 T MRI明显影响组织间信号对比。例如,随着TE增大,正常肝脏信号显著下降,这不利于检测肝铁沉积。肝铁增多可以导致更大的T2*效应,并在SSTSE独立地降低肝脏信号。为利用最小TE(<80 ms),以保持SSTSE对肝铁增多的敏感性,采样带宽应相应增大。但是,后者降低SNR。适用于1.5 T MRI的脉冲序列并不完全适用于3.0 T MRI,需要对其调整和适应。⑥关于SNR增加。3.0 T MRI施加的RF能量是1.5 T MRI的4倍,与此同时,噪声增加2倍。故实际SNR可以净增2倍。但是,3.0 T MRI的扫描参数受SAR制约,实现这个理论上的好处并非易事。⑦同、反相位回波顺序变化。二维GRE双回波成像时,通常应以最短TE,首先采集反相位信号,而后采集同相位信号。反相位作为第一回波的好处是,其信号减低反映脂肪含量,并可与肝铁顺磁性效应所致的信号减低鉴别。如果反相位作为第二回波(图68),因TE延长,顺磁性效应也增加,肝铁也可引起肝脏信号减低。采用最短TE还可减轻顺磁性物质所致的各种伪影。反相位与同相位采集在3.0 T MRI可能的最短TE分别是1.15 ms和2.3 ms(仅为1.5 T MRI的 50%)。受硬件制约,一些3.0 T MRI系统不能以这个时间顺序完成双回波采集。⑧电介质效应(dielectric effect)。表现为局部区域的MR信号丢失,解剖结构模糊,多见于SSTSE成像且体内有大量游离液体时。发生原因是氢质子在3.0 T MRI共振频率较高,MRI系统施加的RF脉冲波长较短或接近身体尺寸,这导致该RF脉冲在一些组织中的作用方式随解剖的几何形状发生改变。⑨射频线圈种类相对较少。3.0 T MRI施加的RF脉冲具有较高频率,后者进入处于较高静磁场中的人体组织更加困难。表面线圈通过提高接收MR信号的敏感性和降低电介质效应,有助于改善图像质量。
图68 在3.0 T MRI化学位移双回波成像
女性,53岁。右肾上腺腺瘤。高血压20年,体检发现右肾上腺占位4个月。A.轴面FSE T2WI(TR 6 667 ms,TE 107/Ef ms),右肾上腺可见中等信号肿物(箭);B.双回波同相位T1WI(TR 200 ms,TE 2.5 ms),肿物呈中等信号(箭);C.双回波反相位T1WI(TR 200 ms,TE 5.8 ms),右肾上腺肿物呈低信号(箭),椎体内脂肪信号强度明显降低
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