在平时工作中，经常需要扫描压脂图像，但压脂却有很大的学问，也是在工作中经常遇到问题的地方。先看几幅图像：

在分析上述图像伪影之前我们先回顾下磁共振成像的信号来源以及简单探讨下压脂原理，然后再探讨上面所给图像出现伪影的原因。我们都知道磁共振成像 MRI 的主要信号来源于人体内的自由水以及脂肪。

当然，结合水的信号是不能够被采集的，一方面是因为其共振频率范围十分宽，RF 射频不能将其全部覆盖，另一方面，结合水的横向弛豫时间非常短，在微秒 μs 量级，是当前 MRI 系统所不能采集的，但其属性可以通过磁化传递 MT 进行表现出来。

另外，平时我们所说的脂肪的信号与水的进动频率相差 3.5ppm，说的主要是甘油三脂中 -CH2- 的氢原子核的共振频率。但仍有其他好多类型的脂肪，比如磷脂；以及其他类型的氢原子环境，比如 -CH-，-CH3.

那么，也就产生了脂肪的总的共振频率范围相对较宽，如下图：

至于人体内的其他代谢物也是有信号的，比如颅脑内的各种代谢物 NAA，Cho，Cr 等，当然这些代谢物的信号由于比自由水的浓度相差将近一万倍，因此只有当对自由水进行抑制，且多次采集取平均后才可以看到其谱峰，即我们常规的(活体)颅脑 1H 谱 MRS 检查的手段与方法。

由于在 T2WI FSE/TSE 上水与脂肪经常都表现为高信号，那么脂肪就可能掩盖部分病灶；

在腹部与盆腔脂肪还经常是伪影的来源，那么进行脂肪的抑制就显得尤为重要。

在 T1WI 像上脂肪也表现为高信号，那么当结合增强时也可能会掩盖强化病灶，那么也需要压脂技术。

脂肪抑制技术有许多种，在前面的推文中也经常有提及，各种方法也都有着自己的优势与劣势。

虽然方法有多种，但原理只有两种。一种是基于水与脂肪进动频率的差异，约 3.5ppm(225Hz@1.5T, 450Hz@3.0T)，比如 SPIR/Fat，SPAIR，DXION，Water-Excitation。

SPIR/Fat 为频率选择饱和法，其通过大小约 110° (非 180°)的具有一定带宽约 200-250Hz(以脂肪共振频率为中心频率) 的反转脉冲，将脂肪磁化矢量反转，不影响自由水的磁化矢量，那么将经过很短的时间脂肪将过零，立即进行水信号的激发与采集，对于序列整体时间增加不是太长。

上面两幅图中，所用的频率选择脉冲为 90°，后随一个某方位或三方位的扰相梯度，将脂肪横向磁化矢量进行散相。那么为什么工作中所用的 SPIR/Fat 不是 90° 而是稍大一点的约 110°，那么这样结合反转脂肪将有一个过零点，再结合扰相梯度，那么能够更好地对脂肪进行饱和/抑制，采用大于 90° 脉冲也能够延长脂肪弛豫的过程，对于成像也是有利的。在 MS 模式进行采集时，每一层激发前都会施加一脂肪频率饱和脉冲。

其实频率选择饱和法不仅能够进行脂肪抑制，其还可以进行水抑制，只要频率选择脉冲调制到水的中心频率，并采用一定相对窄的带宽就可以对水进行抑制；在乳腺假体硅胶植入成像时，也可以对硅胶进行抑制。

与频率选择饱和法相对应的就是空间选择饱和法，前者通常用来进行压脂，后者通过用来进行对空间中部分组织进行饱和，即施加饱和带。关于饱和带的相关知识我已经在前面的推文中有所讨论。请参照下面链接：

SPAIR 也为频率选择法压脂，但其所施加的脂肪频率选择脉冲为 180° 绝热脉冲(Adiabatic Pulse)，其能更加完美地对脂肪进行反转，达到更好地抑脂，即对 B1 场的不均匀性不敏感。由于利用 180° 反转，那么脂肪过零的时间比 SPIR/Fat 压脂方法要长，因此 SPAIR 对于整体序列扫描的时间可能会有一个可观的延长。

在序列扫描中使用 SPIR 与 SPAIR 进行压脂时，都有脂肪的弛豫过程，也因此在扫描时需要不断地给脂肪进行抑制，也即脂肪抑制需要有一个自己的 TR 预饱和/抑制过程。在 SPAIR 中控制其压脂脉冲施加的间隔就是靠 SPAIR TR 参数。

对于 SPIR 与 SPAIR 的频率选择法压脂的频率选择脉冲的波形在这里就不展开讨论了。

DXION 为水脂分离技术，GPS 三大厂家都具有此序列，此技术既可以搭载在快速自旋回波 FSE/TSE 序列上，也可以搭载在梯度回波 GRE 序列上。在这里就不过多讨论了，以后会在序列研究栏目中讨论。其也是基于水与脂的进动频率差异，通过采集两次/三次信号进行计算得到水与脂的信号，从而得到 Water，Fat，InPhase，OutPhase 四种图像。由于其扫描结合了 B0 场的校正，那么能够精准地进行水脂分离。因此对于大范围的压脂当 SPIR 与 SPAIR 效果不好时可以用此技术，可以得到非常好的效果。同样，对于金属植入物部位的扫描其效果也比单纯的频率选择饱和法好。

Water-Excitation为水激发技术，也是基于水脂进动频率差异。通过组合脉冲(1-1，1-2-1 等形式)的施加达到类似只激发水的效果，亦为对脂肪进行了抑制。但这个不同于 SPIR 与 SPAIR，Water-Excitation 方法在一组 RF 射频脉冲结束后，脂肪的纵向磁化矢量仍处于纵向，没有后续的脂肪弛豫过程，而 SPIR 与 SPAIR 是预先对脂肪进行翻转然后进行'消灭'；也不同于 DXION，DXION 是在信号采集上做文章，利用水脂化学位移(进动频率差异)进而得到精准的水与脂肪信号，进行图像计算得到 Water 即抑脂图；而 Water-Excitation 是在射频上做文章，将一个 90° 脉冲分拆开来进行激发，同时利用水脂进动频率的差异而将水的磁化矢量翻转 90°，脂肪的磁化矢量仍处在纵向，从而得到精准地水与脂的磁化矢量的分离。

上面的讨论都是基于水脂的化学位移效应，即水与脂的进动频率差异。而另一种是压脂原理是基于将所有组织 180° 反转后，脂肪纵向弛豫快，在脂肪纵向磁化矢量过零点时进行采集信号，即 STIR 序列。

由于 STIR 是将所有组织都打翻了，那么就导致了此种压脂方法不具有特异性，即它不仅仅能够压掉脂肪，还压掉了与脂肪纵向弛豫时间相近的组织的信号，比如出血，粘液蛋白等。也就是所谓的杀敌一千，自损八百，这也是导致 STIR 信噪比较低的原因之一。另一个原因就是在脂肪过零时，其他组织的信号还没有完全弛豫，采集的信号强度进一步降低。但是 STIR 与 SPIR 和 SPAIR 相比的好处就是，它不用频率选择法进行脂肪预反转，即没有频率选择脉冲，那么就不需要很高的主磁场均匀性。而另一个主磁场均匀性对其影响小的原因就是，即使 FOV 内，各处的磁场偏移了若干 ppm，但是它对纵向弛豫的影响还是很微弱的，当变化达到主磁场强度级别时才会有若许的改变，因此，STIR 对主磁场的不均匀性不敏感，即使大 FOV ，偏中心的扫描也能收到不错的效果。但得注意，STIR 的一个最大的弊端就是不具有特异性压脂，所以在解读信号时一定要注意，之前也讨论过，在眼眶与女性盆腔，经常会出现 T2WI fs 与 STIR 信号对不上的表现，请参照前文链接：再贴一例女性盆腔的案例：

平时在工作中，我们要压脂的话，最常用的就是在 T2WI 或 T1WI 序列上添加 SPIR/Fat 或 SPAIR 抑脂技术，比如腹部，盆腔，四肢关节等；抑或直接使用 STIR 序列进行扫描，比如四肢关节，颈部等。其中， SPIR/Fat 或 SPAIR 对于主磁场 B0 的不均匀性十分敏感，SPIR/Fat 对于射频场 B1 的不均匀性也十分敏感。因此，在使用时要注意主磁场的均匀性，因为需要精准地进行脂肪的频率选择。而提到主磁场的均匀性，可以先参考如下链接：从上面链接推文中，我们可以看到，主磁场本身具有一个均匀性特点，即 DSV 越小，均匀度越高；DSV 变大，均匀性将下降；而且当太偏中心时均匀也下降。另一个就是当人体置于磁体内时，由于人体具有弱抗磁性，那么将干扰主磁场，在扫描时，需要进行局部匀场，当然也是同样，大 FOV 扫描时均匀性不如小 FOV 扫描时均匀性。还有就是匀场技术的使用，若想获得最佳的局部效果建议使用匀场框，将目标视野包括即可。同时，尽量将 ROI 扫描部位往磁场中心靠，以获得更好的均匀的磁场。而 STIR 对于主磁场 B0 不敏感，能达到较大 FOV 的较为均匀的压脂，即使偏离磁场中心较大也能收获不错的压脂效果。在前面推文也有比较过 SPIR/SPAIR 与 STIR 的效果：问1：为什么频率选择饱和法的 SPIR/Fat 以及 SPAIR 对于主磁场的均匀性敏感？

之前也多处提取，因为它们是预先对脂肪频率进行操作，那么就需要足够均匀的磁场，以能够将水与脂肪的频率区别开来。我们先来看看匀场一般/较差与匀场效果较好的比较：

当匀场效果较差时，水峰的半高全宽 FWHM 相对较大，水脂频率混叠较重；当匀场效果较好时，水峰的半高全宽 FWHM 相对较小，水脂频率不出现混叠，分得较开。再用一模式图观察下↓↓，左边为匀场较好，右边为匀场较差：

而我们知道，利用频率选择饱和法 SPIR/Fat，SPAIR 进行脂肪抑制时，序列运行时先施加一个以脂肪频率为中心频率，约 200-250Hz 为带宽的抑脂脉冲 pre-fat saturation pulse ，那么它施加时，如果水脂频率分得很开(匀场很好)能够精准覆盖脂肪共振频率范围的话，那么将达到很好的抑脂；如果水脂频率分得不够开，即有混叠，亦即匀场不好，那么预先施加的抑脂脉冲不能够精准地选择脂肪，出现了选择了一部分脂肪，也选择了一部分水。那么就会导致 FOV 内部分脂肪没有被抑制，(1)通常出现在 FOV 边缘，如下图；

出现这种情况怎么办呢？一个就是接受它，只要不影响想要观察的组织就行；二个就是用圆形圈圈将图像四角给切去(隐藏不显示)；三个就是替换 DXION 或 STIR 序列，在前面已经给出了 STIR 效果。下面再看一个 DXION 的案例：

(2)有时还会因为金属异物等干扰了磁场均匀性而导致脂肪抑制失败，如下图：

出现这种情况怎么办呢？换 DXION 或 STIR 序列试试，同时修改参数以最优化显示。此例可以参照前面链接：

若压脂频率选择脉冲选中了部分水的话，有时还会对这部分水质子产生抑制效果，即水峰与脂峰重叠太多，部分水质子的进动频率已经落在了脂肪预饱和脉冲的频率范围内，那么在图像某些部分就可能出现黑色区域，也即本文一开始贴出的几幅图像。

这种情况一般出现在(1)频率选择饱和法 + 偏中心扫描 ↓↓，有时即使加了匀场框也不能纠正磁场的偏移：出现这种情况怎么办呢？一个就是优化摆位，在开始摆位时就要有意识地往床中心靠；二个就是换 DXION 或 STIR 序列。我们来看下此例换 STIR 序列扫描的效果：(2)还会出现在频率选择饱和法 + 大 FOV 扫描 ↓↓，有时即使加了匀场框也不能使大范围内的整体的磁场均匀度达到很好的程度：出现这种情况怎么办呢？一个就是用 DXION 序列；另一个就是优化匀场框的设置，因为我们的目标是观察脊髓与椎体，那么我们可以沿着脊柱画一个长条状的匀场框，而不是一个大范围的匀场框。如下图所示意：

对于与下面(3)类似的，颈部矢状位压脂由于颈磁化率变化大而导致压脂效果不好也可以这么操作：

(3)有时还会出现在由于金属异物而导致的磁场/磁化率的偏移，从而使得金属异物附近的水质子的进动频率向脂肪频率偏移(一般产生金属伪影的金属多为顺磁性或铁磁性，那么会导致周围磁感线变疏，从而产生磁场减小，往低频偏移)，从而在抑脂时被误杀。

出现这种情况怎么办呢？一个就是即消脂肪抑制，即不要压脂。3D TOF MRA 不压脂也是可以观察血管情况的；关于此可以阅读下前面的推文：

T2 FLAIR 一般也可以不进行压脂，我们看下将 T2 FLAIR 取消压脂后的图像情况如何：

可以看到将脂肪抑制取消后，颅脑 FLAIR 显示得非常完美，不再出黑色线条样伪影。

上面讨论了那么多情况，那么有没有什么方法能够前提知道会不会出现磁场不均匀(大 FOV，偏中心，金属异物或本身磁化率差异等)而导致的压脂不均匀或出现黑色条带的情况呢？是有的。那么就得借助 B0 Mapping 图。就像前面发过的链接里提到的一样，看看 FOV 各处磁场偏移的情况，从而大致判断压脂效果：

值得一提的还有，在 Pilips MR 中，SPIR 与 SPAIR ，虽然不能用户调节脂肪频率选择抑制脉冲的带宽，但我们可以选择其频率偏置 offset 的位置。

那么这个 frequency offset 是什么意思呢？

即为脂肪频率选择脉冲最高频与脂肪峰值频率之差，从上图可以很直观地看出来。那么这个 frequency offset 设置不同有什么影响呢？设置多少又最合适呢？下面一张 PPT 将告诉你答案。 Frequency offset 设置地越小，那么被压脂脉冲包含的水越少，但存在可能脂肪抑制不好的地方；Frequency offset 设置地越大，那么被压脂脉冲包含的水越多，那么就可能过多地压掉了水的信号，从而可能会产生上面一直讨论的黑条伪影。那么设置多少最好呢？系统一般给个默认值 Default，从 info page 中可以看到。但我们还可以通过像磁共振心脏延迟强化 LGE 扫描那样，通过 TI Scout 序列来找到最佳的 TI 反转时间，那么在此处我们也可以类似操作，我称之为 Frequency offset-scout sequence，这是我 2018年参考江苏省青年英文演讲比赛时准备的课件。当时以一个肩关节金属植入物的患者为例扫描的一个 Case，试图从中找到一个最佳影像(其实在此举这个例子不太好，但当时由于时间匆忙，没有太多时间收集图像)。而这一方法也可以用于眼眶部位的频率选择饱和法压脂，寻找一个最佳的偏置量。而这 offset 所能设置的范围根据场强不同而有差异，下图中也给出了。上面所贴的颈部矢状位压脂的图像也可以如此操作。

当然，还有压脂程度的考量，在此就不过多地说明了。就跟饱和带设置时，也有饱和程度的考量。洋洋洒洒地写了这么多，也没怎么进行逻辑上的编排，感觉有点混乱，因为知识点太多了，感觉还有好多东西没有写。关于 STIR 的内容写得更是少了点。以后在序列研究栏目中再详细探讨每一种序列。现在公众号推文，篇幅是越来越大，因为磁共振不能讨论，一讨论起来真的是收不住尾了。写了那么多，其中肯定还有很多不妥的或者不正确的地方。比如频率选择脉冲的带宽到底多大？不同的场强所给的值或范围相同吗？这一点我也没有详细资料。我想应该是与水脂相差的频率值相近。即 1.5T 为 200-250Hz，3.0T 为 400-500Hz，从上面的 offset 值也可窥见一点信息。而对于低场磁共振，比如 0.7T，虽然水脂位移仍为 3.5ppm，但是若转化成频率的差异那么仅有 105Hz，要想做到精准地进行脂肪抑制其实还是比较困难的，因为它们分得不够开。再加上磁场不均匀，使得频率选择法压脂更加困难。这也是为什么在低场中一般只用 STIR 进行压脂扫描的原因。还有 DXION 与 Water-Excitation 技术，如果机器配备了此些功能我们应该尽量多试试，互相比较下它们的效果。感性认识与理性分析相结合，更能加深对于磁共振成像技术的理解。我常说，磁共振的探讨是牵一发而动全身。原理、工程、技术、序列、参数、图像，没有一个能独善其身，因此我们要立足原理、联系工程、解析技术。