磁共振成像技术优化与质量控制不仅仅是获得真实、优质磁共振图像的有力保证，更是影像诊断医师精确诊断的重要保障。随着磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)设备新技术的不断发展与普遍应用，MRI质量控制方法也层出不穷，制定切实可行的统一质控标准将对磁共振技术优化及获得优质图像起到决定性作用。

1　国内外磁共振质量控制现状与挑战

       美国2008年通过了联邦医疗保险病人和医疗提供者改善法案(Medicare Improvements for Patients and Providers Act，MIPPA)，要求医疗影像服务机构必须依据联邦医疗保险医生的标准进行收费，同时必须由指定的第三方机构进行审查及认证；越来越多的保险公司逐步将这种认证视为是否支付保险的必要条件之一，在资格认证中要求医疗影像服务机构必须提供一套完整的质量控制记录和设备安全评估材料；美国放射学会(American College of Radiology，ACR)是一个由MIPPA指定的认证机构，并成立了专门的MRI质量保证委员会，于2000年发表了MRI质量控制手册^[1]。

       随着我国医疗卫生及医疗保健事业不断发展壮大，以磁共振、多层螺旋CT为代表的大型医疗设备正在不断涌进全国各大中型医院^[2]。目前，许多综合性大型三级甲等医院以及部分综合性二级甲等医院的医疗影像中心(或放射科)都有1.5 T磁共振或3.0 T磁共振，极大地提高了临床诊断、病例随访及预后判断等水平，促进了我国医疗卫生事业的发展。

       然而，目前为止，磁共振成像系统尚无国际统一的质量控制标准，国内研究人员虽对磁共振质量控制多种控制标准都有研究^[3]，可是尚未达成一致，没有很好地应用到临床实际操作中，并且由于磁共振等大型医疗设备在我国普遍应用于各等级医院的时间尚短，包括三级医院在内的大多数医院都没有配备专业的磁共振物理师，各家医院在磁共振设备技术扫描及临床实际应用上还存在着诸多差异，这成为了制约医院磁共振设备利用的重要因素。

       磁共振质量控制在临床工作中发挥着巨大的作用，人体不同部位的磁共振检查都需要准确的个性化定位扫描、参数优化及合理的伪影控制，特别是近年来骨关节系统MRI扫描数量的不断上升，提高图像质量及诊断正确率成为每个诊断医生和技师的迫切要求。

2　受检者体位对图像质量的影响

       肩关节MRI扫描中，将头安全放在头部垫上，使肩尽量放松，患臂伸直，拇指向上呈外旋位或中立位，尽量避免内旋位，因为在肱骨内旋扫描时可能会因为冈上、冈下肌腱重叠而产生部分容积效应，对诊断造成影响^[4]。将线圈尽可能靠床面中心摆放，将沙袋或专用软垫置于患臂下方，使上臂与正中冠状面平行，减少或避免运动伪影，以增加图像的信噪比(signal to noise ratio，SNR)及信号的均匀性，防止畸变产生。同时患侧要尽可能地靠近主磁场中心，定位线对准肩部矩阵线圈，关闭激光定位灯，嘱患者尽量保持均匀呼吸及同样姿势，将其平稳送入磁场中心^[5]。

       膝交叉韧带牢固地连结股骨和胫骨，可防止胫骨沿股骨向前、后移位。前交叉韧带(anterior cruciate ligament，ACL)在屈膝时最紧张，可防止胫骨后移；后交叉韧带(posterior cruciate ligament，PCL)在伸膝时最紧张，目的是为了防止胫骨过度前移。膝交叉韧带走行复杂，显示起来比较困难。磁共振扫描轴位定位像上膝关节外旋15º~20º，ACL显示的完整性可达70%~85%；膝关节轻度屈曲10º，易于准确地评估髌骨及髌股关节间隙；对于ACL损伤的患者采用屈膝30º~45º扫描，能完整地显示ACL，是因为膝关节屈曲时ACL粗大的前内侧束最为紧张，并且与屈膝状态下髁间窝的容积增大有关^[5]。

       髋关节扫描时其序列和方位的选择必须考虑髋关节的解剖特点及可能疾病的影像变化，如果临床怀疑髋臼唇损伤时，可只进行单侧髋关节扫描以获得更高的空间分辨率^[5]。对于股骨头缺血坏死的患者则推荐使用大视野(field of view，FOV)进行双侧扫描(股骨头缺血坏死常同时累及双侧)^[5]。髋臼唇的病变可采用3种定位方式：标准横断位、冠状、矢状位；斜矢状、斜冠状位；髋臼唇辐射成像^[5]。

       肘关节、腕关节扫描的关键是正确的摆位，通常有3种体位，(1)仰卧位：将头安全放在头部垫上，两臂伸直放身体两侧，将患侧肘关节、腕关节尽可能放置床面中心，手心向上，将线圈包裹肘关节、腕关节并用搭扣粘合，周围用沙袋固定；(2)俯卧位：肘关节、腕关节伸直置于头顶上方的磁体中心；(3)侧卧位：受检肘关节伸直置于头顶上方的磁体中心，推荐采用第一种体位^[6]。常规肘关节MRI检查扫描范围从肱骨下段至尺桡骨上段，FOV 12~14 cm^[6]；单侧腕关节检查常规包括腕关节及部分掌指关节，FOV 10~12 cm，双侧腕关节检查应包括腕关节、掌指关节和各指间关节^[6]。当怀疑肱二头肌附着处病变时，患者肘关节可屈曲45º。肱二头肌肌腱在前臂适当旋前或旋后的矢状面最容易观察^[5]。肱三头肌病变，应侧重于横断位和矢状位扫描。肘关节旋前、旋后或屈曲程度不同有助于检出肘关节不全脱位^[5]。

       颈、胸、腰椎扫描常采用矢状位和横断位扫描，当怀疑寰枢椎损伤时，可加扫冠状位，由于骶尾骨、骶髂关节走形方向不同于其他椎体，应根据走形方向来设置扫描方位，骶尾椎常采用矢状位和斜横断位，骶髂关节常采用斜横断位和斜冠状位^[5]。

3　采样方位对图像质量的影响

       冈上肌腱、冈下肌腱、肩胛下肌腱及小圆肌腱，这4组肌腱构成了肩袖，它是保持肩关节动态稳定的最重要结构^[4]。肩袖损伤是引起绝大多数肩关节疼痛的主要原因，而冈上肌及冈上肌腱的损伤占整个肩袖损伤的90%。

       在肩关节MRI扫描中，横轴位与关节盂垂直，是诊断盂唇损伤的最佳位置^[5]。斜冠状位与冈上肌腱长轴平行(垂直于盂肱关节)，有利于诊断冈上肌腱撕裂及上盂唇撕裂^[5]。斜矢状位与冈上肌腱长轴垂直(平行于盂肱关节)，易显示喙肩弓和肩袖。临床怀疑肩袖撕裂的患者，外展外旋(abduction and external rotation，ABER)位可拉开冈上、下肌腱关节面间隙，前下盂唇的微小撕裂得以清楚地显示，但这种体位扫描时间长，影响患者舒适度，因而部分患者不能耐受^[5]。Herold等^[7]研究发现外展外旋可以增加部分肩袖撕裂的敏感性，增加对肩袖部分撕裂诊断的可靠性。对外展外旋的前下盂韧带复合体的指示高于其对Perthes损伤的诊断价值^[8]。Waldt等^[9]报道磁共振关节造影对于肩袖部分撕裂的诊断敏感度、特异度、准确度分别可以提高至80%、97%、95%，尤其是肩关节外展外旋位磁共振造影对于诊断关节上表面肩袖部分撕裂具有较高的诊断价值^[10]。Major等^[11]发现磁共振关节造影对于前盂唇损伤检出的敏感度为98%~100%，特异度为100%，而常规的3.0 T MRI敏感性仅为60%~83%，特异性为94%~100%。Amin等^[12]研究结果显示肩关节磁共振造影评价上盂唇前后撕裂(superior labral anterior posterior，SLAP)的敏感性为82%~100%，特异性为69%~98%。

       斜矢状位和冠状位是膝关节韧带和半月板显示的最佳位置。斜矢状位扫描基线定位在横轴定位像上，与髁间窝走行平行作为扫描基线，同时在冠状定位像上与股骨胫骨走行平行作为扫描基线，此时交叉韧带、半月板的前后角和髌韧带都能很好地得以显示，斜矢状位扫描范围为膝关节内侧至外侧^[5]。冠状位扫描基线在横轴定位像上，与内外侧髁后缘连线平行作为扫描基线，同时在矢状定位像上与股骨切线平行作为扫描基线，此时半月板内外侧角和侧副韧带都能很好地得以显示，冠状位扫描范围从髌骨至腘窝^[5]。横轴位扫描基线为与冠状和矢状面垂直作为扫描基线，能够很好地观察占位性病变及髌骨后软骨和部分小韧带^[5]。

       3D的T2^*序列可以很好地显示髋臼唇，2D或3D扰相梯度回波序列(spoied gradient echo，SPGR)可以很好地显示髋关节软骨^[5]，Sutter等^[13]发现常规1.5 T MRI对臼唇撕裂的敏感度和准确度分别为77%~89%和50%，而髋关节MR造影的敏感度和准确度分别为85%~89%和50%~100%，二者之间差异没有统计学意义。Smith等^[14]应用Meta分析对不同场强髋关节进行MR研究统计发现，常规MRI对于臼唇撕裂的敏感度和特异度分别为66%和79%。Toomayan等^[15]研究，对于臼唇撕裂磁共振影像分析，常规MRI大FOV的敏感度仅为8%，常规MRI小FOV的敏感度为25%，但MRI髋关节造影小FOV的敏感度可提高到92%。Robinson等^[16]将髋关节3.0 T MRI与1.5 T MRI进行对比发现，3.0 T MRI图像信噪比以及对比噪声比均有所提高，能够获得更高的空间分辨率，进而得出对于髋关节软骨以及臼唇的显示效果3.0 T磁共振要明显优于1.5 T磁共振。

       腕关节结构复杂，其损伤常累及肌腱和韧带，韧带损伤最好采用1 mm的连续扫描，扫描者可根据患者病史选择最佳扫描平面，常规横轴位扫描范围从掌骨近端至尺桡骨下段，矢状位及冠状位扫描范围从掌骨近端至尺桡骨下，全部腕关节，包括全部韧带及肌腱^[6]，当临床怀疑肘关节侧副韧带复合体时需使用冠状面扫描以及横断面的脂肪抑制FSE T2WI序列和小FOV序列^[5]；肱三头肌病变应侧重于横断位和矢状位扫描。肘关节旋前、旋后或屈曲程度不同有助于检出肘关节不全脱位。

4　成像参数及序列设定原则

       在MRI成像中，确定不同序列扫描参数的主要指标是图像的层面内分辨力、层厚、间距、重复时间(repeat time，TR)、回波时间(echo time，TE)、扫描时间及图像的SNR，上述各指标间又存在相互制约的关系。梯度回波序列(gradient echo sequence，GRE)是最早应用于肩关节磁共振成像的序列，该序列是采用较长TR、中等TE的T2WI (T2-weighted imaging)成像，其主要用于观察肩关节的盂唇，对于盂唇囊性病变的显示效果为佳，但GRE序列成像时间较长，后期GE公司推出的多回波梯度成像序列(multiple echo recalled gradient echo，MERGE)大大缩短了扫描时间，弥补了成像时间过长的缺点。自旋回波序列(spin echo，SE)具有良好的图像对比度及SNR，能够清晰地显示解剖结构，而快速自旋回波序列(fast spin echo，FSE)能进一步缩短扫描时间，在质子密度加权序列(proton density-weighted imaging，PDWI)、T2WI中应用广泛，在FSE序列基础上同时应用短反转时间反转恢复序列技术(short inversion time inversion recovery，STIR)，利用短反转时间(inversion time，TI)抑制肩关节脂肪信号、突出水信号，有助于病变内水分子的显示，极大地提高肩关节细微病变的检出率^[17]，但STIR序列信噪比低，可以通过适当增加平均采集次数来提高图像质量。在PDWI脂肪抑制序列上可清楚地显示肩关节周围肌肉的肌腹、肌腱、水分子信号、肩峰下三角肌滑液囊及肌间隙等结构，肩袖损伤在该序列上显示效果最佳，且无脂肪影的干扰^[18]。三维真稳态快速成像序列(three-dimensional fast imaging employing steady-state acquisition，3D-FIESTA)对于喙锁韧带、喙肱韧带及喙肩韧带的显示均优于斜冠状位PDWI序列，凭借其高分辨率优势具有较高的临床应用价值^[19]。

       由于膝关节磁共振检查大多为外伤患者，扫描时间不宜持续过长，因此需要解决的首要问题是在保证符合临床评价标准图像质量的前提下，尽可能缩短扫描时间。缩短扫描时间的最快方法是减少采集次数，在保证不出现卷褶伪影的情况下，采集的面积由100%减少为70%，就可以较大地缩短扫描时间^[5]。相同FOV下，增大频率编码方向矩阵，一般不会增加采集时间，但实际会间接延长采集时间^[5]。

       3D MERGE序列(GE公司)具有高信噪比、采集速度快、空间分辨率高及磁敏感伪影少等特点，不仅可以评价软骨形态，也可以评价半月板、交叉韧带和软骨下骨，MERGE序列不仅可以很好地展现出膝关节软骨的形态学变化，而且也可以发现早期软骨内部的局限性损伤^[20]。三维双回波稳态序列(three-dimensional double echo steady state，3D-DESS) 90º反转角与常规30º反转角相比，软骨滑液对比度更高，能够更加有效地评估关节软骨的损伤情况^[21]。磁敏感加权成像序列(susceptibility-weighted imaging，SWI)可以通过测量病变半月板的T2^*值获得相应的定量数据，为半月板退变及损伤诊断提供依据，SWI序列诊断半月板撕裂的敏感度、特异度和准确度分别为87.8%、95.6%、93.0%^[22]。

       腕关节骨折、骨挫伤使用T1WI、T2WI或STIR序列显示清晰，肌腱损伤常采用T2WI、STIR或脂肪抑制FSE序列，T1WI、PDWI可观察三角软骨复合体损伤形态变化。使用T1WI和T2WI脂肪抑制序列可清晰显示舟骨、月骨缺血坏死。3D SPGR增强扫描序列在诊断关节滑膜炎上具有较高的敏感性和特异性。腕管综合征(carpal tunnel syndrome，CTS)发生时，神经信号在横断位T1WI、T2WI序列上即可清晰显示，且不需要使用脂肪抑制，三维脂肪抑制扰相梯度回波序列(three dimension fat saturation spoiled gradient echo，3D FSPGR)及压脂PDWI序列可作为腕关节磁共振检查的常规序列^[23]。Guggenberger等^[24]研究表明CTS的正中神经磁共振扩散张量成像(diffusion tensor imaging，DTI)扩散值与年龄和解剖位置有关。Lindberg等^[25]和Naraghi等^[26]研究表明DTI定量测量可用于复发性CTS患者的正中神经评估。

       踝关节是人体主要的承重关节，是日常生活和体育竞技比赛中易损的关节之一^[27]。通常距腓前韧带(轴位显示最佳)、跟腓韧带、胫跟韧带和胫舟韧带(冠状位显示最佳)在T1WI、T2WI均为低信号条状影，距腓后韧带(冠状位显示最佳)、胫腓后韧带和胫距韧带(冠状位显示最佳)显示为不均匀低-等信号条状影^[28]。内翻伤可导致外踝韧带及关节囊的撕裂，旋后内翻易造成距腓前韧带、跟腓韧带损伤，旋前外翻易造成内侧副韧带损伤。跟腓韧带是防止踝关节内翻的重要结构之一，其走行自外踝远端斜向后下至跟骨。在评估骶髂关节骨髓水肿分型方面，相控阵线圈和运动阻抗T2加权序列图像表现优于表面线圈和常规T2加权序列^[29]，STIR技术和SPAIR T2序列在脊柱关节炎患者骶髂关节软骨下骨髓水肿评估中表现出高度的一致性^[30]。

5　常见伪影及处理

       在任何磁共振图像上的伪影都可能干扰图像解读，但是一些伪影在某些图像上可能不可避免(如磁敏感伪影)，MRI的常见伪影主要有运动伪影、设备本身带来的伪影以及卷折伪影、截断伪影(边缘环形)、磁敏感伪影、勾边伪影等，其中运动伪影是影响MRI图像质量的重要因素之一，包括肢体运动伪影、呼吸运动伪影、血管搏动伪影、吞咽运动伪影等。螺旋桨技术(periodically rotated overlapping parallel lines with enhanced reconstruction，PROPELLER)可以明显降低不自主运动产生的伪影，该技术能够将肩关节解剖结构细节更好地显示出来。Dietrich等^[31]将肩关节MRI关节造影的PROPELLER技术与常规扫描技术进行对比，结果PROPELLER技术能明显降低运动伪影对图像的影响，提高磁共振诊断的准确率，该技术在降低运动伪影中有很大的优势。Nyberg等^[32]采用BLADE技术对常规MRI扫描中存在运动伪影的患者图像进行处理，结果显示BLADE技术能够明显降低运动伪影，在病变影像征象及解剖结构细节的显示上都具有很大优势。肩关节扫描时腋动静脉产生的搏动伪影一般是轻度的伪影，主要发生在冠矢状位扫描上，在采用了PROPELLER技术后可以很好地被抑制或减弱。此外，卷褶伪影常出现在相位编码方向上，主要是因为FOV较小，并且会降低图像的空间分辨力，解决策略是将被检查部位的短径调整到相位编码方向上并适当增加FOV，并在相位编码方向上采用抗卷褶技术。在肘关节冠状位扫描时相位编码方向应改为头足方向，减少由于肱动脉搏动引起的伪影。消除伪影的方法：嘱患者手臂勿动，在FOV外加抗卷褶技术。手臂无法上举时，将手臂置于身体一侧，在FOV周围加饱和带，减少腹部呼吸伪影。

6　小结与展望

       近年MRI及其新技术的发展为骨关节系统疾病诊断、治疗提供了许多新方法，包括定性、定量及功能信息。MR质量控制的各种方法也层出不穷，本文主要介绍了骨关节系统各部位MRI质量控制的技术要点。该领域正在不断丰富与完善，随着新技术的发展，如²³Na-MRI、T1ρ(spin lattice relaxation in the rotating frame)等功能磁共振，质量控制也会顺应发展继续严格规范。如何规范质量控制，将会对未来磁共振优化扫描、获得良好图像质量起确定性作用。