基于化學(xué)位移法的選擇性脂肪信號(hào)抑制：水和脂肪中氫質(zhì)子周圍化學(xué)環(huán)境的不同導(dǎo)致了它們?cè)谶M(jìn)動(dòng)頻率上的微小差別，這個(gè)差別用無(wú)量綱的ppm表示就是3.5ppm。無(wú)論所使用的磁共振成像設(shè)備場(chǎng)強(qiáng)是多少，水和脂肪之間這個(gè)無(wú)量綱差異都是不變的。但到了不同場(chǎng)強(qiáng)的成像設(shè)備，根據(jù)拉莫爾方程計(jì)算出來(lái)的以Hz為單位的頻率差異就不同了。磁共振成像設(shè)備的場(chǎng)強(qiáng)越高，這個(gè)頻率差異就越大。水和脂肪中氫質(zhì)子核這種進(jìn)動(dòng)頻率的差別為化學(xué)位移成像奠定了成像基礎(chǔ)。利用這種頻率上的差異也可以實(shí)現(xiàn)選擇性的脂肪信號(hào)抑制，這就是所說(shuō)的化學(xué)位移法脂肪抑制，通常簡(jiǎn)稱為Fat Sat。與STIR脂肪抑制技術(shù)相比，利用化學(xué)位移法的脂肪信號(hào)抑制具有以下特點(diǎn)：

相比于短時(shí)反轉(zhuǎn)脂肪抑制STIR序列，化學(xué)位移法脂肪抑制具有以下兩個(gè)突出的臨床優(yōu)點(diǎn)：

1）化學(xué)位移法選擇性脂肪抑制適用于更多的成像序列：與STIR技術(shù)相比，化學(xué)位移法脂肪抑制可以作為一個(gè)成像技術(shù)選項(xiàng)，既可以用于T1加權(quán)成像，也可以用于T2加權(quán)成像，在序列上也可以同時(shí)兼容自旋回波序列家族和梯度回波序列家族?；瘜W(xué)位移法脂肪抑制的這種廣適性使得它在臨床上具有更廣泛的應(yīng)用。

2）化學(xué)位移法選擇性脂肪抑制屬于選擇性脂肪抑制技術(shù)：這種選擇性脂肪抑制技術(shù)可以特異性地抑制脂肪信號(hào)，這樣對(duì)于鑒別出血或脂肪具有重要價(jià)值。另一方面，這種選擇性抑制脂肪信號(hào)也確保了組織中水中氫質(zhì)子信號(hào)免受損失，因此相比于STIR脂肪抑制技術(shù)，化學(xué)位移法脂肪抑制具有更高的信噪比。

相比于STIR脂肪抑制方法，化學(xué)位移法脂肪抑制技術(shù)也具有幾方面自身的局限性：

1）化學(xué)位移法選擇性脂肪抑制對(duì)主磁場(chǎng)強(qiáng)度具有高度依賴性：當(dāng)主磁場(chǎng)強(qiáng)度很低時(shí)，水和脂肪中氫質(zhì)子核的進(jìn)動(dòng)頻率從具體的Hz數(shù)來(lái)看差別就很小，也就是二者的進(jìn)動(dòng)頻率點(diǎn)相離很近，如在0.2T的磁共振成像設(shè)備上，二者頻率差異約為29Hz，而通常的射頻激勵(lì)脈沖寬度在數(shù)百個(gè)Hz或KHz量級(jí)，顯然，這么窄的頻率差異很容易被頻率域更寬的射頻脈沖所淹沒(méi)，這是低場(chǎng)磁共振無(wú)法實(shí)現(xiàn)化學(xué)位移法脂肪信號(hào)抑制的根本原因。在高場(chǎng)磁共振如1.5T，水和脂肪中氫質(zhì)子核共振頻率差異達(dá)到220Hz，在這種情況下就可以先針對(duì)脂肪頻率點(diǎn)進(jìn)行選擇性激勵(lì)飽和，然后再施加成像射頻脈沖，因?yàn)橹境煞忠呀?jīng)事先被飽和掉，從而實(shí)現(xiàn)了脂肪抑制的效果。

2）對(duì)磁場(chǎng)均勻度具有高度依賴性：盡管在高場(chǎng)磁共振成像設(shè)備中水和脂肪中氫質(zhì)子具有相對(duì)更大的頻率差異，但這種頻率差異在磁場(chǎng)均勻度因某種因素變差時(shí)很容易被淹沒(méi)。這種情況下系統(tǒng)無(wú)法準(zhǔn)確識(shí)別水和脂肪的精準(zhǔn)進(jìn)動(dòng)頻率點(diǎn)，因此也無(wú)法精準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)脂肪抑制，而且還可能導(dǎo)致水的信號(hào)被錯(cuò)誤抑制。對(duì)于偏中心的掃描而言，化學(xué)位移法脂肪抑制就面臨著很大的挑戰(zhàn)。另外，在人體一些特殊的解剖區(qū)域，如頸部，由于該區(qū)域解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜、組織間磁化率差別大等因素導(dǎo)致局部磁場(chǎng)均勻度變差，這些區(qū)域的化學(xué)位移法脂肪抑制就很難保證優(yōu)異的圖像質(zhì)量。

圖片說(shuō)明：化學(xué)位移法脂肪抑制。系統(tǒng)在掃描過(guò)程中首先精準(zhǔn)區(qū)分水和脂肪的不同進(jìn)動(dòng)頻率點(diǎn)，然后針對(duì)脂肪頻率點(diǎn)進(jìn)行選擇性窄帶飽和激勵(lì)，隨后對(duì)其橫向磁化進(jìn)行擾相，從而確保脂肪信號(hào)被抑制。

化學(xué)位移法脂肪抑制在臨床上有著比較廣泛的臨床應(yīng)用，而且也是高場(chǎng)磁共振成像設(shè)備最為常用的脂肪抑制方式。該脂肪抑制技術(shù)可以應(yīng)用于各種權(quán)重對(duì)比和各種掃描序列中。在GE磁共振平臺(tái)中還針對(duì)該種脂肪抑制技術(shù)進(jìn)行了很多個(gè)性化的設(shè)計(jì)，特別是在脂肪信號(hào)被抑制的程度上可以有很多不同的選擇或選項(xiàng)。如在骨關(guān)節(jié)成像過(guò)程中可以選擇脂肪抑制程度相對(duì)更輕的Fat classic，這可以保留相對(duì)更豐富的軟組織層次，也可以選擇脂肪信號(hào)抑制更徹底的Fat脂肪抑制。而針對(duì)Fat脂肪抑制也可以選擇不同的抑制程度，這些為臨床的具體應(yīng)用提供了更多的選擇空間。當(dāng)然，化學(xué)位移法脂肪抑制技術(shù)也有一定的應(yīng)用瓶頸，特別是在大范圍和偏中心掃描時(shí)，很可能會(huì)受磁場(chǎng)均勻度制約而無(wú)法保證更優(yōu)異的脂肪抑制效果。了解這些對(duì)于實(shí)際應(yīng)用中的靈活選擇有指導(dǎo)意義。迄今為止，化學(xué)位移法脂肪抑制在臨床上具有越來(lái)越廣泛的實(shí)際應(yīng)用，也是評(píng)估磁場(chǎng)均勻度的一個(gè)重要指標(biāo)。通過(guò)采用化學(xué)位移法脂肪抑制，很多時(shí)候可以突出病變與背景組織之間的對(duì)比，特別是在肝臟或脊柱、骨關(guān)節(jié)等富含脂肪成分的組織區(qū)域。

基于化學(xué)位移法的水激勵(lì)技術(shù)：這種脂肪抑制技術(shù)采用更為復(fù)雜的復(fù)合脈沖激勵(lì)技術(shù)，將一個(gè)90°激勵(lì)脈沖轉(zhuǎn)化為分多次激勵(lì)的復(fù)合脈沖形式，在這些激勵(lì)過(guò)程中利用水和脂肪的進(jìn)動(dòng)頻率差異所導(dǎo)致的反相位，最后經(jīng)過(guò)多次激勵(lì)讓脂肪信號(hào)重新回歸到縱向，而將水的信號(hào)激勵(lì)到橫向，從而實(shí)現(xiàn)了脂肪信號(hào)的剔除。相比于傳統(tǒng)化學(xué)位移法脂肪抑制而言，水激勵(lì)技術(shù)脂肪信號(hào)剔除更徹底，且對(duì)射頻場(chǎng)不均勻不敏感。該技術(shù)適用于某些特殊序列，在GE的磁共振平臺(tái)選項(xiàng)名稱為SSRF。

基于化學(xué)位移和脂肪組織T1弛豫時(shí)間的SPECIAL脂肪抑制技術(shù)：在一些快速掃描序列，如動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描序列、對(duì)比劑增強(qiáng)血管成像技術(shù)等，成功的脂肪抑制是獲得優(yōu)異對(duì)比度的基礎(chǔ)。但這些序列如果直接采用常規(guī)化學(xué)位移法脂肪抑制又會(huì)導(dǎo)致TR明顯延長(zhǎng)。SPECIAL即Spectral Inversion at Lipids，是一種將化學(xué)位移頻率選擇與脂肪組織T1弛豫時(shí)間有機(jī)結(jié)合在一起的脂肪抑制技術(shù)。該技術(shù)針對(duì)脂肪頻率進(jìn)行選擇性的反轉(zhuǎn)磁化準(zhǔn)備，而在脂肪組織縱向弛豫恢復(fù)至回零點(diǎn)附近時(shí)進(jìn)行信號(hào)采集，從而達(dá)到實(shí)現(xiàn)脂肪抑制的目的。這里的反轉(zhuǎn)是針對(duì)脂肪頻率的選擇性反轉(zhuǎn)，因此它克服了STIR非選擇性脂肪抑制的局限，同時(shí)也確保非脂肪組織中氫質(zhì)子核信號(hào)不受影響，這為獲得高的信噪比奠定了基礎(chǔ)。在GE的LAVA、VIBRANT等動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描序列采用節(jié)段式K空間填充方式，從而實(shí)現(xiàn)了在容積采集過(guò)程中施加更多的反轉(zhuǎn)脈沖，這對(duì)于大范圍動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描非常有意義。同時(shí)，VIBRANT成像技術(shù)還支持雙側(cè)分別局部勻場(chǎng)技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)了雙側(cè)乳腺偏中心區(qū)域動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描，這對(duì)于乳腺癌的早期診斷、精準(zhǔn)分期提供了重要的影像學(xué)依據(jù)。SPECIAL脂肪抑制現(xiàn)在也支持2D FIESTA，F(xiàn)SE序列以及DWI序列的脂肪抑制，這些在臨床上也得到了一定的應(yīng)用。

圖片說(shuō)明：采用SPECIAL脂肪抑制技術(shù)的LAVA成像。LAVA大范圍動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描清晰顯示腎癌病變的血管內(nèi)侵犯，這有助于精準(zhǔn)的腫瘤TNM分期。