3.2 金属植入物产生伪影的原理及影响因素
金属材料会引起伪影，又称磁化率伪影（magnetic susceptibility 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〔1〕。
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。如何减小伪影对图像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、钛等伪影较弱，口腔材料中的银汞合金、纯金、钯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、快速自旋回波、梯度回波等常用磁共振检查序列中，梯度回波序列因无180°脉冲而最易受伪影影响。自旋回波序列只有一个180°脉冲，伪影仍较明显，而快速自旋回波序列有数个180°脉冲，且180°脉冲和回波间隔很短，所以自旋质子不易失相位，伪影最轻。有作者认为快速自旋回波序列T2加权图像能减轻骨科金属材料的伪影，与自旋回波序列相比，快速自旋回波序列能提供较多的图像信息，而且回波链越长，回波间隔越小，则伪影越轻。另外短回复时间反转回复序列伪影也轻〔2〕。
钛是非铁磁类金属，研究证实钛比不锈钢及其他金属引起更少的伪影，然而钛合金内植入物的伪影虽然很小，但却不能完全忽视，纯钛的国际标准是可以允许0.2%~0.5%的铁含量，这样少的铁含量同样可以影响MRI上看到的伪影。脊柱内固定在安装时需要使用金属的植入器械，可能将金属碎屑带到体内，这些铁磁性的微粒也会产生磁化作用，导致伪影〔1〕。
3.3 钛合金植入物磁共振检查参数及颈椎后路内固定方法的选择
磁共振成像原理比较复杂，其扫描序列和参数变化多端。在脊柱脊髓部位最为常用的序列有自旋回波脉冲序列，反转恢复脉冲序列及梯度回波脉冲序列等。有时还需要通过使用造影剂来增加组织之间的对比度、抑制脂肪信号等手段来获得满意图像。近年来发展的快速自旋回波序列是常规自旋回波序列的一大突破，它大大缩短了扫描的时间并可以获得良好的图像。
Wang等〔4〕对自旋回波序列的各种扫描参数进行对比后发现，脊柱钛合金内固定患者在使用自旋回波序列进行扫描时，当TE=16和TR=500~600的T1加权及TE=60和TR=1 300~1 600的T2加权时图像质量最好。Petersilge等〔5〕对脊柱钛合金内固定患者使用自旋回波序列、梯度回波脉冲序列和快速自旋回波序列的MRI成像结果进行了比较，证实快速自旋回波序列进行扫描图像质量最好，而如果使用常规的自旋回波序列扫描时TE应该最小化。Malik等〔3〕对3种钛合金含量和成分稍有不同的脊柱钛合金内固定（Acromed/Isola,AO/Synthes,Sofamor/Danek）的MRI成像进行了比较，他们发现3种内固定磁共振成像伪影的大小和形态无明显区别。另外，减少脊柱钛合金内固定成像参数设置还包括：减少磁场强度、缩短TE时间、增加读出梯度、减少体素等〔6、7〕。
颈椎后路内固定系统和方法种类很多。早期的有棘突、小关节、椎板钢丝等固定方法，目前常用的固定方法有颈椎弓根螺钉、侧块螺钉和椎板钩等，从生物力学的角度来说椎弓根螺钉固定最为可靠，其次为侧块螺钉，而椎板钩的稳定性较差〔8〕。从MRI检查的伪影方面来说椎板钩系统对椎管前方和侧方结构的影响小，而椎弓根螺钉和侧块螺钉则对椎管侧方结构影响较大，而椎管侧方的椎间盘、神经根、椎动脉等往往是医生十分重视的部位，因此在分析图像时应该充分考虑到伪影的因素。
因此，颈椎后路脊柱钛合金内固定术后患者进行MRI检查时，应该尽量选择快速自选回波序列进行扫描，当使用常规自旋回波序列扫描时，应尽量减少TE。医生在分析术后MRI图像时应该充分认识到钛合金内固定的伪影对图像的影响，以去伪存真，结合患者的临床表现作出正确的判断。
【参考文献】
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〔3〕 Malik AS,Boyko O,Aktar N.A comparative study of MR imaging profile of titanium pedicle screws［J］.Acta Radiol,2001,42（3）:291293.
〔4〕 Wang JC,Sandhu HS,Yu WD.MR parameters for imaging titanium spinal instrumentation［J］.J Spinal Disord,1997,10（1）:2732.
〔5〕 Petersilge CA,Lewin JS,Duerk JL.Optimizing imaging parameters for MR evaluation of the spine with titanium pedicle screws［J］.AJR Am J Roentgenol,1996,166（5）:12131218.
〔6〕 Matsuura H,Inoue T,Konno H.Quantification of susceptibility artifacts produced on highfield magnetic resonance images by various biomaterials used for neurosurgical implants.Technical note［J］.J Neurosurg,2002,97（6）:14721475.
〔7〕 Lee MJ,Janzen DL,Munk PL.Quantitative assessment of an MR technique for reducing metal artifact:application to spinecho imaging in a phantom［J］.Skeletal Radiol,2001,30（7）:398401.
〔8〕 谢宁，李家顺，贾连顺，等.下颈椎后路螺钉技术的拔出强度研究［J］.中国矫形外科杂志，2001,8（8）：797.
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