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為什么“魔角效應(yīng)”產(chǎn)生的角度是55度？

 孫鵬峰 2024-12-06

魔角效應(yīng)定義

在磁共振關(guān)節(jié)成像中，如果肌腱相對于主磁場B0的方向為一個特定的角度，這個角度為55°；

那么此肌腱將會在T1和短TE值的PDWI壓脂像上表現(xiàn)為高信號（這里提到了短TE值的PDWI，是因為在現(xiàn)在臨床上常見的關(guān)節(jié)PDWI成像中會使用介于常規(guī)PDWI 與T2WI之間的一個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強度增高，可能會與病變時的情況相混淆。


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時間（橫向馳豫時間），因為T2很短此時在圖像上表現(xiàn)為無信號。

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

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，魔角現(xiàn)象造成信號增加。產(chǎn)生的信號強度和主磁場B0的方向的角度有關(guān)。

當主磁場的方向調(diào)整到55度時，可觀察到最大信號強度。如果成像的結(jié)構(gòu)與主磁場呈55度夾角，局部組織的T2值會顯著增加，表現(xiàn)為高信號，特別是在短TE時表現(xiàn)明顯。

圖片
圖片

如何解決魔角效應(yīng)造成的影響

1、增加TE值的掃描

圖片T1WI FSE fs、PDWI FSE fs

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PDWI FSE fs

增加TE值后的圖像： 

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TE=35

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TE=70

當增加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

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在PDWI上岡上肌腱附著處表現(xiàn)為稍高信號，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，可以排除是魔角效應(yīng)導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B0的方向的夾角角度為55°時會導致魔角效應(yīng)？

答：在夾角角度為55°時，肌腱的T2值略微增大，此增大在TE較長時可以忽略不計。但是，當TE較短時，例如T1WI和PDWI的圖像中TE較短，結(jié)果就是信號強度增加明顯。在此T2過程延長中的數(shù)學原理與哈密爾敦函數(shù)有關(guān)，此函數(shù)在θ=55°時為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，上面的等式來源于一個被稱為偶極哈密爾敦函數(shù)的數(shù)學理論。

來源丨影像技術(shù)張春紅

作者丨MR張春紅

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