MRI图像的魔角效应

人体内的一些部位由于一些特殊组织成分的影响，在进行MRI成像时测得的MRI信号强度会随着测量方向的改变而变化。这种特殊的MRI信号强度的改变不仅会影响我们对MRI图像的判读，甚至还会造成误诊的发生。

退行性改变？撕裂？

本期内容：

什么是魔角效应（MAE）？

魔角效应出现在哪些部位？

魔角效应的MRI表现？

什么情况下会产生魔角效应？

如何避免魔角效应？

什么是魔角效应？

• 在正常情况下，肌腱或关节软骨各层中的胶原纤维排列的方向是不同的，其在各方向上表现出不同的性质，为各向异性；此种组织可以改变其中的水分子的运动，其测得的MRI信号会随着测量方向的改变而变化。

• 水分子与胶原纤维在偶极-偶极效应的作用下，具有很短的T2时间。肌腱在MRI图像上表现为低信号；关节软骨各层中的T2时间有所差别，可呈现出分层的表现。

• 但在特定角度的MRI成像时，这些组织在较短的TE成像序列上可表现为局部异常增高的高信号，该信号的增高程度与主磁场B0的夹角相关，当这些结构与主磁场夹角在54.74°(约55°)时，信号增高程度达到最大，这种现象称为“魔角效应”。

在TE值固定的情况下，其MR信号强度在一定的角宽内随着夹角的变化而改变。

在短TE成像序列上表现为异常增高的高信号，该信号的增高程度与此夹角相关，当夹角为55°时，信号增高程度达到最大。这种异常增高的信号常见于短TE序列的T1WI和PDWI序列上，正常的肌腱局部会表现为高信号。

在MRI成像中，如果肌腱和主磁场的夹角接近55°，则肌腱的局部会在T1WI和PDWI上显示为高信号，但其在长TE序列(如T2WI )上显示为正常。这种魔角效应的存在可能会与病理情况相混淆，引起对MRI信号的误解读。

魔角效应常出现在哪些部位？

对于魔角效应，大家可能比较熟悉的是在肩关节和跟腱的扫描中；魔角效应常出现在含有致密且呈各向异性的特殊组织结构的部位，如常见于由胶原纤维构成的肌腱、韧带及关节软骨等部位，需要指出的是魔角效应不仅仅只局限于肌腱及软骨，它可以出现于人体的任何部位，如MRI的神经成像中也会产生。

什么情况下会产生魔角效应？

• 致密且呈各向异性的特殊组织结构，如由胶原纤维构成的肌腱、韧带及关节软骨等。

• 成像结构与主磁场呈55°夹角。

• 使用较短TE成像序列，如SE序列或GRE序列的T1WI及PDWI，SE序列更常见。

魔角效应可出现在含有上述组织（但不仅仅局限于含有纤维蛋白的组织）的任何部位（如肩关节、膝关节、踝关节、腕关节、髋关节、椎间盘等），任何方位（横轴位、矢状位、冠状位)。

如何避免魔角效应？

1. 适当的增加TE值。虽然TE值不是决定魔角效应的唯一因素，但改变它是改善魔角效应最有效的一个因素。

左图：TE 35ms； 魔角现象较明显。右图：TE 70ms；无明显魔角现象。

在魔角的方向，肌腱的T2值会延长，在进行短TE成像时表现结果就是MRI信号强度的增加；在进行TE值较长的序列成像时，这种信号强度的改变可以忽略不计。

目前对于四肢关节的扫描常采用较短TE的序列扫描，如T1WI、PDWI和处于PDWI和T2WI之间的中间权重序列为主。所以为了避免魔角效应引起对MRI图像信号的误解读，在进行关节扫描时建议扫描序列中至少要有一个长TE的序列。

2.改变扫描体位来避免魔角效应。

在摆放扫描部位时尽量避免扫描部位与主磁场呈50°-60°夹角，如膝关节、跟腱的扫描。

魔角效应与主磁场的夹角密切相关，在进行这些部位的MRI信号解读时需多序列多方位观察对比，这样才能有效的避免对MRI信号的误解读。魔角效应给我们带来的大多是对诊断无益的伪影；但同时魔角效应可用于肌腱、腱鞘、关节软骨等一些富含胶原纤维组织的MRI特殊成像中，可有利于病变的显示及鉴别诊断。

参考文献：

Bydder G M . New Approaches to Magnetic Resonance Imaging of Intervertebral Discs, Tendons, Ligaments, and Menisci[J]. Spine, 2002, 27.S,

雷格格,张光锋,贾慧惠,吴继志,常严,易佩伟,盛茂,杨晓冬.短T2组织磁共振成像技术研究进展[J].中国医学物理学杂志,2020,37(5):594-598.

哈希米, 布拉德利, 利桑帝,等. MRI基础[M]. 人民卫生出版社, 2019.

J, Erickson, et al. The 'magic angle' effect: background physics and clinical relevance.[J]. Radiology, 1993.

伍兵,王玉,邓开鸿.磁共振'魔角效应'新技术的临床应用[J].华西医学,2004,19(1):151-151.

Li T , Mirowitz S A . Manifestation of magic angle phenomenon: comparative study on effects of varying echo time and tendon orientation among various MR sequences.[J]. Magnetic Resonance Imaging, 2003, 21(7):741-744.

B.Kastler. 深入了解MRI基础[M]. 人民军医出版社, 2012.

Richardson M L , Behrang A , Richards T L . Some new angles on the magic angle: what MSK radiologists know and don't know about this phenomenon[J]. Skeletal Radiology, 2018, 47:1673-1681.

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来源：磁共振之家