用于评估金属植入物所致磁共振成像伪影的方案：评价植入物适用性及脉冲序列敏感性

该方法的总体目标是评估植入物在磁共振成像中的适用性，或估计脉冲序列对金属伪影的敏感程度。该方法有助于回答放射学领域中的关键问题，例如评估植入物的磁共振成像适用性，以及估计脉冲序列受金属伪影影响的程度。该方法的主要优势在于，可同时对脂肪抑制和非脂肪抑制的T1加权和T2加权图像进行三维伪影评估。

该技术的应用前景涉及种植体周围疾病的诊断，因为它有助于优化磁共振成像（MRI）方案，以减少种植体周围伪影。在构建本方案所用的模型之前，首先确定待研究种植体的体积。此处采用排水法测量，测得样品体积分别为0.65毫升和0.73毫升。

选择一个大于预期 MRI 伪影的非铁磁性塑料防水盒，然后用细线将植入物固定在盒子中央位置。接着，使用 50 °C 的水浴小心熔化半合成脂肪、水和聚氧乙烯-8-硬脂酸酯的混合物。此处，每份样品包埋使用了 500 mL 的混合物。

当混合物变为液态时，关闭热源，然后开始缓慢搅拌。在此过程中，确保混合物中的脂肪相和水相不发生分离。一旦开始凝固，立即将包埋混合物缓慢倒入含有植入物的模型盒中，注意应逐渐倾倒，以避免混入气泡。

最后，将模体置于4°C冰箱中过夜以进行干燥处理，次日倾去任何残留的液体。进行磁共振成像检查时，应使用射频线圈，确保成像区域内信号分布均匀，无明显严重的信号衰减。务必使模体中植入物在射频线圈内的摆放方向与其在活体内的实际位置方向一致。

将模体的中心置于磁共振成像仪的等中心位置。随后，在磁共振控制台上设置成像序列，确保模体盒及其边缘部分空气均包含在成像范围内。然后采集用于评估伪影的图像。

从 MRI 控制台导出图像时，最好以 DICOM 格式导出，且不进行压缩。然后将图像导入支持放置感兴趣区域（ROI）、评估信号强度、基于阈值的分割以及对分割体积进行定量分析的后处理软件中。为了确定堆积伪影的阈值并检查信号分布的均匀性，首先使用分割编辑器在伪影最明显层面的可见伪影外缘附近放置垂直线。

然后，在四个交点外各放置一个直径为 10 毫米的背景感兴趣区域（ROI）。接着，在项目视图中，使用材料统计工具测量这四个背景 ROI 内所有体素的平均信号强度和标准差，并对每个背景 ROI 单独进行测量。需确保每个背景 ROI 的平均信号强度均位于其余三个背景 ROI 平均信号强度的 1.5 个标准差范围内，以保证信号分布的均匀性。

然后，通过将背景 ROI 的三个标准差加到四个 ROI 值所有体素的平均信号强度上，计算出堆积伪影的阈值。接下来，对堆积伪影进行基于阈值的半自动分割。使用掩膜工具可视化预定义的信号强度范围，并将分割限制在此范围内，选择所有信号强度高于阈值且邻近信号丢失伪影的体素。

为了确定信号丢失伪影的阈值，首先在模体盒四个角的空气区域中各放置一个直径为10毫米的圆形感兴趣区域（ROI），然后测量这些区域内所有体素的平均信号强度及其标准差。接着，在由最低信号强度连续区域所定义的信号丢失伪影核心处放置一个感兴趣区域（ROI）。随后，在屏幕上手动将该感兴趣区域（ROI）扩大至尽可能大的尺寸。

最后，测量该核心 ROI 的平均信号强度及其标准差。同时，根据此处所示计算信号丢失伪影的信号强度阈值。然后通过选择所有与核心 ROI 相连且信号强度低于此阈值的体素，对这些伪影进行基于阈值的半自动分割。

使用分割编辑器中的掩膜工具来可视化预定义的信号强度范围，并将分割限制在此范围内。如果可能，使用分割编辑器中的填充功能，以包含所有尚未被选中的体素。从计算得到的伪影体积中减去物理植入物体积，以获得真实的伪影体积，并至少重复该分析三次。

两次扫描之间应至少间隔两周，以排除任何学习效应带来的偏倚。此处显示了用于测量堆积伪影阈值及信号丢失伪影中信号分布情况的兴趣区域的典型定位。蓝色轮廓表示信号丢失伪影的半自动分割结果。

微小的红色区域对应于堆积伪影的结果。此处可见用于模体中支撑不同单冠的牙科种植体。这些图表显示了每个种植体样本在减去物理种植体体积后的三维伪影平均体积及其标准差。

评估了四种MRI序列。此处展示了钴铬钨钛植入物和氧化锆钛植入物的伪影体积的渲染图像。蓝色区域代表信号丢失伪影，红色区域代表堆积伪影。

下图显示了所有评估的T-2加权序列的彩色源图像。在执行该操作时，重要的是选择与Invivo扫描中相同的序列参数，以确保体外实验结果能够准确地转移应用。观看本视频后，您应能够充分理解如何以标准化的方式评估信号丢失和堆积伪影。

这使您能够评估植入物的磁共振成像适用性，或评估脉冲序列对金属伪影的敏感性。