為什么“魔角效應(yīng)”產(chǎn)生的角度是55度？

孫鵬峰 2024-12-06

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魔角效應(yīng)定義

在磁共振關(guān)節(jié)成像中，如果肌腱相對(duì)于主磁場(chǎng)B0的方向?yàn)橐粋€(gè)特定的角度，這個(gè)角度為55°；

那么此肌腱將會(huì)在T1和短TE值的PDWI壓脂像上表現(xiàn)為高信號(hào)（這里提到了短TE值的PDWI，是因?yàn)樵诂F(xiàn)在臨床上常見的關(guān)節(jié)PDWI成像中會(huì)使用介于常規(guī)PDWI 與T2WI之間的一個(gè)TE值，一般在45ms左右），但是在T2WI壓脂像上表現(xiàn)為正常，此人為的因素造成肌腱的信號(hào)強(qiáng)度增高，可能會(huì)與病變時(shí)的情況相混淆。

膠原纖維是肌腱的主要組成成分，是具有各向異性的結(jié)構(gòu)，此各向異性的結(jié)構(gòu)在偶極——偶極效應(yīng)的作用下，具有很短的T2時(shí)間（橫向馳豫時(shí)間），因?yàn)門2很短此時(shí)在圖像上表現(xiàn)為無信號(hào)。

當(dāng)肌鍵與主磁場(chǎng)B0的方向夾角在55度時(shí)，偶極效應(yīng)消失，使T2時(shí)間延長了一倍。此時(shí)，在常規(guī)序列上肌鍵的信號(hào)是可以看見的。

在肩關(guān)節(jié)的岡上肌腱和膝關(guān)節(jié)的肌鍵和踝關(guān)節(jié)的跟腱上是可以看到此現(xiàn)象的。在短TE成像時(shí)，魔角現(xiàn)象造成信號(hào)增加。產(chǎn)生的信號(hào)強(qiáng)度和主磁場(chǎng)B0的方向的角度有關(guān)。

當(dāng)主磁場(chǎng)的方向調(diào)整到55度時(shí)，可觀察到最大信號(hào)強(qiáng)度。如果成像的結(jié)構(gòu)與主磁場(chǎng)呈55度夾角，局部組織的T2值會(huì)顯著增加，表現(xiàn)為高信號(hào)，特別是在短TE時(shí)表現(xiàn)明顯。

如何解決魔角效應(yīng)造成的影響

1、增加TE值的掃描

T1WI FSE fs、PDWI FSE fs

PDWI FSE fs

增加TE值后的圖像：

TE=35

TE=70

當(dāng)增加TE值，魔角效應(yīng)依然存在，并不是偽影，而是病變。

2、使用T2WI的壓脂掃描

在PDWI上岡上肌腱附著處表現(xiàn)為稍高信號(hào)，與岡上肌腱附著處損傷極為相似，常誤診為岡上肌肌腱損傷，在這種情況下，如果增大PDWI中的TE或使用T2WI的壓脂掃描時(shí)，可以排除是魔角效應(yīng)導(dǎo)致的偽影還是本身肌腱的損傷。

問：為什么肌腱的方向與主磁場(chǎng)B0的方向的夾角角度為55°時(shí)會(huì)導(dǎo)致魔角效應(yīng)？

答：在夾角角度為55°時(shí)，肌腱的T2值略微增大，此增大在TE較長時(shí)可以忽略不計(jì)。但是，當(dāng)TE較短時(shí)，例如T1WI和PDWI的圖像中TE較短，結(jié)果就是信號(hào)強(qiáng)度增加明顯。在此T2過程延長中的數(shù)學(xué)原理與哈密爾敦函數(shù)有關(guān)，此函數(shù)在θ=55°時(shí)為0。

此魔角效應(yīng)產(chǎn)生的角度是下面方程的解：

3（cosθ）2-1=0

（cosθ）2=1/3

cosθ=√1/3

θ≈55°

備注：√代表跟號(hào)，上面的等式來源于一個(gè)被稱為偶極哈密爾敦函數(shù)的數(shù)學(xué)理論。

來源丨影像技術(shù)張春紅

作者丨MR張春紅

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來自：孫鵬峰 > 《影像技術(shù)》

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