5種常用口腔材料的磁共振偽影比較

徐亦生 余日勝

1.浙江大學醫(yī)學院附屬第二醫(yī)院放射科，杭州 310009；2.杭州市蕭山區(qū)中醫(yī)院放射科，杭州 311201

隨著磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）技術(shù)在臨床應(yīng)用的普及，特別是高場磁共振（magnetic resonance，MR）機的普及使用，MRI對神經(jīng)外科、頭頸外科、口腔頜面外科的術(shù)前診斷、定位都可以提供優(yōu)質(zhì)的圖像，MRI已經(jīng)成為醫(yī)學診斷中的一種重要手段[1]。MRI不僅能夠顯示形態(tài)，還能提供有關(guān)功能的信息，從而大大提高了診斷的準確性。

在MR檢查中，各種原因所產(chǎn)生的偽影均會干擾醫(yī)生對疾病的客觀判斷，由于偽影而導致誤診和漏診的案例也時有報道。因此，減少MRI的偽影提高MRI的圖像質(zhì)量一直是MR領(lǐng)域的熱門話題。在實際工作中，影像科醫(yī)生在進行頜面部及上頸部MRI檢查時，經(jīng)常被口腔內(nèi)固定義齒所產(chǎn)生的嚴重的磁敏感偽影影響，故一般都會建議有固定義齒的患者放棄MRI檢查或者建議患者取下義齒后再行MRI檢查，這樣給患者帶來了不便，甚至可能影響對其疾病的診斷。

目前國內(nèi)外MRI偽影的研究多針對金屬材料，而隨著陶瓷材料的應(yīng)用越來越廣泛，關(guān)于陶瓷材料的偽影問題也需要進行研究，雖然一般認為陶瓷材料不會造成偽影，但實際情況如何，值得驗證。故本研究選擇了2種陶瓷材料及3種金屬材料，測量及比較不同的口腔材料在不同的磁場強度下的偽影，為口腔科醫(yī)生選擇適合MRI檢查的口腔材料，也為影像科醫(yī)生對是否應(yīng)該去掉固定義齒提供了可靠的依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 實驗材料

1.1.1 陶瓷材料 陶瓷材料包括鑄造陶瓷和氧化鋯。鑄造陶瓷是由氧化硅、氧化鉀、氧化鎂為主要成分的陶瓷制作，其中含有氟化物熒光劑和少量氧化鋁及氧化鋅。

1.1.2 金屬材料 3種金屬材料包括：1）CW-PA型牙科烤瓷鎳鉻合金（簡稱烤瓷鎳鉻合金），主要由鎳（63.0%～67.0%）、鉻（20.0%～24.0%）、鉬（7.0%～9.0%）、硅（1.0%～3.0%）元素構(gòu)成，不含鈹（≤0.01%）和鎘（≤0.01%)。2）Wirobond C新配方烤瓷鈷鉻合金（簡稱烤瓷鈷鉻合金），主要由鈷（61.0%）、鉻（26.0%）、鉬（6.0%）、鎢（5.0%）構(gòu)成，硅、鐵、鈰、碳含量不超過2.0%。3）Alldental Alfa Ceramic90貴金屬合金（簡稱貴金屬合金），主要由金（89.5%)、鉑（5.8%)、鈀（1.6%）、銀（1.2%）、銦（0.8%）、銥（0.6%）、錫（0.3%）、鐵（0.2%）構(gòu)成。

以上材料均由上海陳信醫(yī)療器械有限公司提供，實驗用牙體以左上中切牙為模型，用以上5種材料分別制作內(nèi)冠，大小和厚度都一致，作為本次研究的試件。

1.2 實驗設(shè)備

Signa Excite 0.35 T、Signa Excite 1.5 T、Exicit HD 3.0 T醫(yī)用MRI（通用電氣公司，美國），表面線圈均為頭線圈。

1.3 方法

首先將盛有滅菌注射用水（江蘇方強制藥廠有限責任公司，批號20110422）的水模容器（塑料容器，圓柱形，內(nèi)徑116 mm，高120 mm）置于線圈中心，將水模進行掃描，作為空白組對照，然后將各試件逐個放入水模容器中進行掃描。每次掃描均將試件作為定位中心，采用軸位、冠狀位、矢狀位掃描，分別在0.35、1.5和3.0 T的MR機中掃描獲得T1WI、T2WI影像，比較水模中形成的偽影。不同場強MRI檢查序列和參數(shù)見表1。

表1 不同場強MRI檢查序列和參數(shù)Tab 1 MRI sequence and parameters in different fi eld strengths

根據(jù)MRI的圖像表現(xiàn)可以分為無偽影、輕度偽影和重度偽影。1）無偽影：所檢物體顯示清楚，邊緣光滑，無變形，并且背景信號無干擾；2）輕度偽影：物體結(jié)構(gòu)能夠分辨，但是邊緣局部有低信號影而致邊緣模糊；3）重度偽影：所檢物體結(jié)構(gòu)不能分辨，而由半圓形或不規(guī)則形異常信號區(qū)替代[2]。同時，可以利用MRI設(shè)備自帶的軟件進行勾畫和計算各試件在軸位、冠狀位、矢狀位產(chǎn)生的偽影面積，取最大面積。

2 結(jié)果

各種試件在不同場強MR機中均未發(fā)現(xiàn)有投射和明顯移位的現(xiàn)象，各試件在T1WI、T2WI像中的偽影情況見表2。由表2可見，氧化鋯在各組實驗中均無偽影出現(xiàn)。在相同場強的MR機中，另外4種材料的物件均引起了不同程度的偽影，其偽影面積從小到大依次為鑄造陶瓷、貴金屬合金、烤瓷鎳鉻合金、烤瓷鈷鉻合金，并且偽影面積隨著場強的增加而增加。在各種場強下，上述4種材料的T2WI像偽影面積較T1WI像偽影面積小，但差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05）。

表2 各種材料引起的偽影面積Tab 2 Artifacts areas caused by different kinds of materials

3 討論

MRI檢查必須有強大的外加磁場，即主磁場，在主磁場的作用下，使質(zhì)子產(chǎn)生共振，而主磁場的存在，又會使具有磁性的物體出現(xiàn)發(fā)熱、移位、投射等現(xiàn)象，影響了MRI檢查的安全性[3]。而這些具有磁性的物體會影響主磁場的均勻性，從而產(chǎn)生磁敏感偽影。與其他醫(yī)學影像技術(shù)相比，MRI檢查是最容易出現(xiàn)偽影的，所謂偽影是在磁共振掃描及信息處理過程中，因某種原因出現(xiàn)了一些人體本身不存在的致使圖像質(zhì)量下降的影像，也稱為假影或鬼影[4]。MRI圖像磁敏感偽影的產(chǎn)生是由于人體組織和磁性材料的磁化率存在較大差異所致，磁化率差異越大，圖像上的偽影也越明顯[5]。一般物質(zhì)按照磁化率分為3種類型：抗磁性物質(zhì)、順磁性物質(zhì)和鐵磁性物質(zhì)?？勾判晕镔|(zhì)核外無不成對電子，對外磁場幾乎沒有影響；順磁性物質(zhì)核外存在不成對電子，能增強外磁場效應(yīng)；鐵磁性物質(zhì)對磁場影響最大，它明顯改變了外磁場的磁通量，導致局部磁場不均勻，干涉了成像梯度場強，使圖像編碼發(fā)生錯誤和信號丟失，故在MRI圖像上產(chǎn)生嚴重變形和偽影[6]。嚴重磁敏感偽影使MRI圖像不能正確反映解剖組織的位置、形態(tài)及組織特性，因此在進行MRI檢查時原則上必須去除這些具有磁性的金屬物體。

MRI在中樞神經(jīng)系統(tǒng)、頜面部疾病的診斷中起著非常重要的作用，在臨床工作中，常常會碰到佩戴金屬或陶瓷義齒的患者必須接受MRI檢查的案例，了解這些材料是否引起偽影及偽影的嚴重程度，對口腔科及影像科醫(yī)生都有重要的指導作用。一般口腔內(nèi)存在固定義齒的患者，需要接受頭頸頜面部MRI檢查時，影像科醫(yī)師通常會建議其將義齒拆除，這常常給患者造成痛苦和不便?；诒緦嶒灥玫降臄?shù)據(jù)，筆者認為，上述5種材料，在3.0 T及以下的MR機中并不會產(chǎn)生明顯的移動，故患者佩戴上述材料制作成的義齒進行MRI檢查是比較安全的，但是上述金屬義齒會引起一定的金屬偽影，如病變離義齒較近，還是會對成像產(chǎn)生影響。

在MRI檢查中，自旋回波和快速自旋回波是目前臨床最常用的檢查序列，選擇這些序列對所有試件做了測試，結(jié)果表明：在0.35、1.5和3.0 T的MRI成像時，氧化鋯無偽影；鑄造陶瓷的偽影極輕，其結(jié)構(gòu)尚可分辨；貴金屬合金、烤瓷鎳鉻合金、烤瓷鈷鉻合金都產(chǎn)生了輕重不一的偽影，無法分辨其原有結(jié)構(gòu)，在兩種序列中，相同厚度和形狀的以上5種材料的偽影面積從小到大依次為氧化鋯、鑄造陶瓷、貴金屬合金、烤瓷鎳鉻合金、烤瓷鈷鉻合金。這同一些國外學者[7]研究得出的結(jié)論一致。

相同場強不同序列間的比較可見，0.35、1.5和3.0 T的MRI設(shè)備上，相同場強、相同材料下，在T2WI上的偽影面積比T1WI上的偽影面積要小，這是因為，F(xiàn)SE或TSE-T2WI使用數(shù)個180°脈沖，并且180°脈沖和回波間隔很短，所以自旋質(zhì)子不易失相位，偽影則較輕；而SE-T1WI或FSE-T1WI只有一個或使用較少數(shù)目的180°脈沖，其自旋質(zhì)子容易失去相位而導致偽影加重[8]。當主磁場強度不同時，無論是T1WI還是T2WI，隨著主磁場場強增加，偽影面積增加，而且其差別有統(tǒng)計意義。這是因為磁敏感性作用隨著磁場強度的增強而增大，所以金屬偽影的大小也隨之增加。氧化鋯與鑄造陶瓷材料一般認為不產(chǎn)生偽影，在本次實驗中氧化鋯基本無偽影；鑄造陶瓷引起輕微偽影，考慮是與鑄造陶瓷材料中含有一定的金屬成分有關(guān)。

鑒于上述情況，筆者建議是：對佩戴不可摘除的口腔材料的患者，在行頭及上頸部MRI檢查時，如口腔材料為氧化鋯與鑄造陶瓷材料，那么可以認為其對MRI檢查不會帶來較明顯的磁敏感偽影，可以直接進行MRI檢查；如佩戴材料為上述金屬材料，為減少偽影的影響，可盡量在低場強MRI上進行。用0.35 T的MR機行中樞神經(jīng)系統(tǒng)檢查，偽影一般不影響中樞神經(jīng)系統(tǒng)的顯像，但低場強在一些功能成像上會有一定的限制，如一定要在3.0 T的MRI上接受檢查，就必須通過合理選擇成像序列和參數(shù)來盡可能減輕偽影；如使用螺旋槳掃描技術(shù)可明顯減少由于金屬或運動引起的偽影[9]，也可使用長回波鏈FSE序列進行掃描，也能一定程度的降低由金屬引起的偽影。另外也有文獻[10]提出選擇短回波時間、寬讀出頻帶和大矩陣/小體素等也能減輕偽影。隨著超高場強MRI檢查的日益增加，口腔科更應(yīng)合理選擇材料，盡量避免使用會引起嚴重偽影的材料。

本實驗為體外對比實驗，只是反映了上述材料在滅菌注射用水中的偽影大小，對上述材料在檢查過程中，是否會產(chǎn)生熱量及對周圍組織是否會引起刺激，則不能反映。有學者[11]研究發(fā)現(xiàn)，體內(nèi)有金屬結(jié)扎絲或金屬冠行MRI檢查會引起刺痛及灼熱感；再則由于本實驗使用的序列有限，對其余一些序列的偽影未有反映，有待進一步研究。

[1]高元貴, 蔡幼拴, 蔡祖龍. 磁共振成像診斷學[M]. 3版. 北京: 人民軍醫(yī)出版社, 1999:122-128.

[2]霍沃德里. 顱腦MR和CT診斷學[M]. 魚博浪, 譯. 西安:世界圖書出版西安公司, 2001:75-99.

[3]Shellock FG, Shellock VJ. Metallic stents: evaluation of MR imaging safety[J]. AJR Am J Roentgenol, 1999, 173(3):543-547.

[4]謝敬霞. 核磁共振新技術(shù)研究與臨床應(yīng)用[M]. 北京: 北京醫(yī)科大學出版社, 2001:322-328.

[5]Viano AM, Gronemeyer SA, Haliloglu M, et al. Improved MR imaging for patients with metallic implants[J]. Magn Reson Imaging, 2000, 18(3):287-295.

[6]Sha fi ei F, Honda E, Takahashi H, et al. Artifacts from dental casting alloys in magnetic resonance imaging[J]. J Dent Res, 2003, 82(8):602-606.

[7]Lissac M, Metrop D, Brugirard J, et al. Dental materials and magnetic resonance imaging[J]. Invest Radiol, 1991, 26(1):40-45.

[8]Tartaglino LM, Flanders AE, Vinitski S, et al. Metallic artifacts on MR images of the postoperative spine: reduction with fast spin-echo techniques[J]. Radiology, 1994, 190(2):565-569.

[9]戈明媚, 王秋良, 劉志欽, 等. MR螺旋槳掃描技術(shù)在消除偽影方面的臨床應(yīng)用[J]. 中華放射學雜志, 2006, 40(2):208-209.

[10]陳財忠, 李韌晨, 張澍杰, 等. 去金屬偽影序列在脊柱金屬植入物患者MR成像中的應(yīng)用[J]. 中華放射學雜志, 2014,48(4):320-323.

[11]劉廣順, 任慶云, 孟令強, 等. 口腔金屬材料對磁共振成像的影響[J]. 華西口腔醫(yī)學雜志, 2010, 28(5):505-508.