115年:放射診斷(1)

下圖是下肢磁振造影影像,其中之圓形影像為下列何者所造成? 圖片

Aghost artifact
Btruncation artifact
Ccross- talk artifact
Dmagic angle artifact

詳細解析

本題觀念:

本題測驗磁振造影(MRI)中常見的假影(artifacts)原理及其在臨床影像上的表現。特別是在骨骼肌肉系統(MSK)的 MRI 中,具有高度排列膠原蛋白(collagen)結構的組織(如肌腱、韌帶、軟骨等),在特定物理條件下會產生訊號的異常升高,即所謂的「魔角假影(magic angle artifact)」。

影像分析:

  • 影像切面:這是一張膝關節的矢狀面(sagittal view)磁振造影影像。
  • 解剖構造:黑色圓圈標示的區域為「髕骨肌腱(patellar tendon)」,連接髕骨下緣與脛骨粗隆。
  • 異常表現:正常情況下,肌腱由於含有高度排列的膠原纖維,其 T2 弛緩時間(T2 relaxation time)極短,因此在常規的 MRI 脈衝序列中均應呈現均勻的低訊號(黑色)。然而,在圓圈標示處的肌腱內部,卻出現了局部的中高訊號(偏灰白)。
  • 臨床推論:此病灶呈現平滑的訊號改變,且未見肌腱明顯增厚或周邊水腫等真實病理變化(如肌腱炎或撕裂傷)。在標準圓筒狀超導體 MRI 掃描儀中,主磁場(B0)方向平行於病患的長軸(Z軸)。當膝關節微彎或肌腱本身的自然走向與主磁場 B0 呈現約 55 度角時,極易在此處觀察到訊號異常升高,這正是魔角假影的典型表現。

選項分析

  • A. ghost artifact(鬼影假影): 通常由週期性的運動(如血管搏動、呼吸運動或吞嚥)引起。其特徵是在相位編碼方向(phase-encoding direction)上出現與原始解剖結構形狀相似、強度較弱的重複假影。影像中並未出現這種散佈於背景的重複影像。
  • B. truncation artifact(截斷假影): 又稱為 Gibbs artifact。主要發生在影像中高對比度且邊界陡峭的交界處(例如腦脊髓液與脊髓的交界,或是顱骨與腦組織交界),因為高頻數據採樣不足(有限傅立葉轉換)所致。其表現為平行於高對比邊界的多條明暗相間水波紋狀線條,與本題肌腱內部局部的實質訊號升高不符。
  • C. cross-talk artifact(交互干擾假影): 發生在多切面取像時,若相鄰切面(slices)重疊或間距過小,射頻脈衝會激發並部分飽和相鄰切面的自旋(spins),導致該區域訊號衰減。在影像上通常表現為橫跨影像的帶狀低訊號區,而非肌腱內的局部高訊號。
  • D. magic angle artifact(魔角假影): 當具有高度規律排列膠原蛋白的組織(如髕骨肌腱),其走向與主磁場(B0)的夾角約為 55度(精確為 54.74度)時,水分子之間的偶極-偶極交互作用(dipolar interactions)會降至最低。這會導致該組織的 T2 弛緩時間顯著延長。在短 TE(迴訊時間)的序列(如 T1WI 或 PDWI)中,原本應該是黑色的肌腱會呈現假性的高訊號,容易被誤認為肌腱病變(tendinopathy)或撕裂。此描述完全吻合影像中的發現。

答案解析

正確答案為 D。 圖中標示的部位為髕骨肌腱。由於該段肌腱的解剖走向相對於主磁場(B0)剛好形成約 55 度的夾角,觸發了魔角效應。偶極交互作用的減少使得該區域的 T2 弛緩時間變長,在短 TE 的造影參數下便會呈現出局部的明亮訊號。這種現象在骨關節 MRI 中十分常見,特別是在髕骨肌腱、阿基里斯腱(Achilles tendon)以及肩關節的棘上肌肌腱(supraspinatus tendon)。

核心知識點

對於醫事放射師而言,必須熟記「魔角假影(magic angle artifact)」的幾個關鍵特徵:

  1. 發生條件:組織走向與主磁場(B0)夾角為 55度(54.74°)。
  2. 好發組織:高度排列的膠原組織,如肌腱、韌帶、周邊神經及半月板。常見於棘上肌肌腱、髕骨肌腱與阿基里斯腱。
  3. 影像特徵:在 短 TE 序列(如 T1WI、PDWI、GRE)中出現假性高訊號。
  4. 鑑別方式:改用 長 TE 序列(如 T2WI)掃描。由於魔角效應增加的 T2 時間仍然不足以與真實的液體(水腫或發炎)相比,因此在 T2WI 上該假性高訊號會消失,藉此可與真實的肌腱撕裂或病變作鑑別。

參考資料

  1. MRI Artifacts : Magic Angle Effect - Dr Balaji Anvekar FRCR (https://drbalajianvekar.blogspot.com/2011/08/mri-artifacts-magic-angle-effect.html)
  2. Imaging of Tendons and Bursae - Radiology Key (https://radiologykey.com/imaging-of-tendons-and-bursae/)
  3. Patellar-Tendon Imaging: Jumper's Knee (https://radsource.us/wp-content/uploads/2014/11/Patellar-Tendon-Imaging.pdf)
  4. Proximal Gastrocnemius Tendon Pathology - Radsource (https://radsource.us/proximal-gastrocnemius-tendon-pathology/)
  5. Magic angle artifact. Oblique coronal fat saturated T1 MR arthrographic... (https://www.researchgate.net/figure/Magic-angle-artifact-Oblique-coronal-fat-saturated-T1-MR-arthrographic-image-a-shows_fig8_322692015)