磁共振影像图像质量控制综述

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1、08年职称考试辅导 第十七章 MR檢查技術 第四節 圖像品質控制 一、影響圖像品質的因素 影響MR圖像品質取決於兩大因素： 組織特定參數（內在）包括質子密度、T1、T2弛 豫時間、化學位移、體液流動、組織灌注、分子擴 散等； 操作選擇參數（外在）包括多種脈衝序列參數。 08年职称考试辅导 （一）MR圖像特徵參數及評價方法 1、MR圖像特徵參數 用客觀指標對MR圖像品質的變化進行評價並反映 機器性能及狀態。 主要指標包括： （1）雜訊 圖像視野的隨機信號。 （2）信噪比 平均信號強度與平均雜訊強度的比值。 信噪比是衡量圖像品質最重要的指標。 （3）對比度 不同興趣區域的相對信號強度差。 （4）解

2、析度 圖像對樣體細微結構的分辨能力。 （5）偽影 除雜訊外體內外樣體結構的影像異位元 。 08年职称考试辅导 2、特徵參數評價 （1）雜訊與信噪比 MR的雜訊主要來源於線圈電阻及物體“黑體”輻 射所致的熱雜訊。 利用統計學功能可測量MR圖像上信號及雜訊比。 選定一個信號最均勻、信號強度較高的區域作為興 趣區，並記錄該興趣區信號的平均值M。接著將興 趣區移至主體影像以外的背景雜訊區域，對比計算 標準差。 08年职称考试辅导 08年职称考试辅导 08年职称考试辅导 （2）MR圖像對比度及對比雜訊比 不同組織間的差異即組織對比度。它是指不同組 織信號強度的相對差異。 二種不同組織對比度： C=|S1

3、-S2|/|S1+S2| C：對比度 S1、S2：分別代表二種組織的信號強度。 影響MR圖像的對比度因素可分為三類： 1）脈衝序列：自旋回波、流動編碼序列等。 2）脈衝參數：TR、TE、TI、翻轉角等。 3）對比劑：Gd-DTPA等。 08年职称考试辅导 MR 圖像的對比度因嚴重的雜訊影響，不能真實反映圖 像品質時，以對比雜訊比來評價圖像品質。二種相關組 織的對比度雜訊比代表二種組織的信噪比的差異。 根據公式： CNR = SNRA - SNRB SNRA與SNRB分別代表A、B二種組織的信噪比 CNR表示對比度雜訊比。 釓類對比劑通過對自旋弛豫的影響，改變了組織的T1及 T2弛豫時間，從而影

4、響組織間的對比。 08年职称考试辅导 （3）MR圖像解析度 解析度是所有影像品質評價的一項重要指標，它是 指影像對樣體細節的分辨能力，指在一定的對比度 下，影像能夠分辨的空間的最小距離。 在影像學中，圖像解析度通過幾種方式表示： 平面解析度指平面內二個相互垂直方向的分率 空 間解析度是二維圖元對三維體素資訊的反應能力 密度 解析度即為信號強度的差異 時間分辨率指同一組織結構不同時間強度或狀態的差異 08年职称考试辅导 圖像空間解析度是體素體積的函數，公式為： 圖像的空間解析度1/體素體積=採集矩陣/FOV層厚 例： 視野256mm256mm，矩陣128256，層厚3mm， 則其空間解析度為 1

5、 /（1mm2mm3mm）。 如體素在三個互垂方向徑線都相同（正立方體）， 稱為各向同性空間解析度，如2mm2mm2mm。 各不相同則稱為各向異性，如1mm2mm3mm。 體素越小，空間解析度越高，但信號越低；反之。 08年职称考试辅导 08年职称考试辅导 信躁比 對比躁聲比 空間分辨力 掃描時間 08年职称考试辅导 磁共振成像條件的改變應根據預選條件考慮 到有關不同參數的相互影響和臨床診斷需要 來確定。成像影像品質取決於信噪比、對比 信躁比、空間分辨力、偽影等幾個因素之間 的均衡比，相互制約，過分佔優勢的結果將 是差的圖像品質。 特別提示 08年职称考试辅导 （二）MR圖像品質參數間相互影響

6、 MR圖像的品質取決於影像的解析度、對比度、信噪 比和檢查時間等。而影響上述品質的因素很多，如檢 查的部位的層面厚度、層間距離、脈衝激勵次數、相 位編碼方向、矩陣、顯示野、 TR、TE的時間選擇、 接收線圈等。這些因素又互相聯繫，互相制約。 08年职称考试辅导 TR( Repetition time) TR( Repetition time) 重複時間重複時間 TR指兩個900射頻脈衝之間重複的時間。 TR時間 增加 減少 掃描參數 增加 減少 掃描時間 增加 減少 信噪比 增加 減少 流入增強效應 增加 減少 T2對比 增加 T1對比 減少 08年职称考试辅导 1800 相位 重聚脈衝 回波

7、 TE TR SE（Spin Echo） 自旋回波序列 900 脈衝 1800 相位 重聚脈衝 900 脈衝 08年职称考试辅导 08年职称考试辅导 圖像 A: TR = 350 圖像 B: TR= 1000 T1像隨著TR改變T1對比度隨之變化 08年职称考试辅导 TE( Echo time) TE( Echo time) 回波時間回波時間 TE指射頻脈衝激勵後得到回波信號的時間。 TE時間 增加 減少 信號強度 增加 減少 掃描層數 減少 增加 運動偽影 增加 減少 流動水成分信號強度 增強 減弱 08年职称考试辅导 1800 相位 重聚脈衝 回波 TE TR SE（Spin Echo）

8、自旋回波序列 900 脈衝 1800 相位 重聚脈衝 900 脈衝 (TE / 2) 08年职称考试辅导 08年职称考试辅导 T1像隨著TE時間對比度有改變 圖像 A: TE = Mn 圖像 B: TE = 40 08年职称考试辅导 Matrix Matrix 矩陣矩陣 影像矩陣增加時數值變化的結果： 信噪比降低 掃描時間延長 分辨率提高 矩陣（Matrix） 128 256 512 信噪比（TE相同時） 2.0 1.0 0.5 掃描時間延長 0:30 1:00 2:00 解析度（最高） 2mm 1.5mm 0.5mm 08年职称考试辅导 08年职称考试辅导 圖像 A: 層厚 = 3 mm圖像

9、 B: 層厚 = 5 mm圖像 C: 層厚 = 10 mm 層面厚度 隨著層厚增加圖像的信噪比逐漸增加，但此時圖像的空 間解析度下降。體素越大，部分容積效應越明顯！ 08年职称考试辅导 層間距（Pitch） 兩層面之間小於10 %，層面脈衝“漫出”（ spillover)相互干擾，形成交感失真，信號 減低。層距層厚 X 120 %時，可防止信 躁比下降；而層面間隙中影像資訊易丟失 。 可採用無間隔掃描、間隔激勵技術，隔行 交替掃描，減少橫向交叉激勵而引起的偽 影。 08年职称考试辅导 08年职称考试辅导 08年职称考试辅导 08年职称考试辅导 表面線圈可增加信噪比，減少遠離臟器運動偽影及 其它

10、偽影。觀察野較小，且影像不均勻，距表面線 圈近處的信號強，遠處信號弱； 體線圈的影像信號強度均勻，觀察野大，增加深部 組織的信噪比。而表面組織信噪比降低，血流產生 偽影嚴重，極易於產生其它偽影。 接收線圈 08年职称考试辅导 (三) 運動偽影 1、生理性運動偽影 生理運動如心臟大血管搏動、呼吸運動、血流以 及腦脊液波動等引起的偽影成為降低圖像品質最常 見的原因。 （1）採用心電門控技術，在心動週期同一預定 點上採集成像，可減少心臟和大血管搏動偽影。 控制生理性運動偽影措施： 08年职称考试辅导 1. 心電門控技術 08年职称考试辅导 08年职称考试辅导 08年职称考试辅导 08年职称考试辅导

11、（2）採用呼吸門控技術，調整相位編碼與運動週期同 步，消除呼吸運動偽影； （3）縮短檢查時間，如選梯度回波成像、減少信號采 集次數或改變矩陣等； （4）用預飽和技術，去除呼吸時腹壁運動引起的偽影 ； （5）屏氣，減少呼吸運動； （6）腹帶加壓，以限制呼吸幅度。 08年职称考试辅导 08年职称考试辅导 08年职称考试辅导 08年职称考试辅导 08年职称考试辅导 2、自主性運動偽影 人體自主運動吞咽、眼球轉動等，可在圖像上 產生各種不同形狀的偽影，造成圖像模糊、品質 下降。 （1） 改變掃描參數，儘量縮短掃描時間，減少 產生偽影的幾率，如梯度回波技術的應用、減少信 號採集次數、減少矩陣等； 控制自

12、主性運動偽影的措施： 08年职称考试辅导 （2）儘量使病人體位舒適，可用海綿塊或帶 子進行固定； （3）檢查前向病人介紹檢查過程，解釋可能 遇到的情況，如磁體內的噪音； （4）對躁動病人，必要時給予鎮靜劑或使用 EPI技術。 08年职称考试辅导 08年职称考试辅导 (四) 金屬異物偽影 金屬物體在磁體中會產生渦流，局部形成強磁場干擾主 磁場的均勻性，使周圍旋進的質子很快喪失相位，而在 金屬體周圍出現一圈低信號“盲區”或圖像出現空間錯位 而變形失真。 病人體內或體表的金屬異物不能帶入磁體有兩種原因： 可使圖像產生金屬異物偽影，影響診斷； 對病人有一種潛在的危險。例如外科手術夾可能因磁 體磁性吸引

13、脫落造成出血，剪刀、刀片等銳利物飛向磁 體時刺傷病人。 08年职称考试辅导 08年职称考试辅导 金屬異物彈片 08年职称考试辅导金屬硬幣 08年职称考试辅导 二、改善圖像品質的措施 1、設備偽影 是指機器設備所產生的偽影。它包括機器主磁場強 度、磁場均勻度、軟體品質、電子元件、電子線路以 及機器的附屬設備等所產生的偽影。設備偽影主要取 決於生產廠家設計生產的產品品質，某些人為因素如 機器設備的安裝、調試以及掃描參數的選擇，相互匹 配不當也可出現偽影。 08年职称考试辅导 電子雜訊 08年职称考试辅导 DWI FSET2 08年职称考试辅导 2、化學位移偽影 是指脂肪與水的進動頻率存在差異，此為

14、化學位移 ，在圖像上表現為脂肪與水的介面上出現黑色和白 色條狀或月牙狀陰影，尤其在腎臟與腎周脂肪囊交 界區表現突出。化學位移偽影僅發生在頻率編碼方 向上，嚴重程度與主磁場場強成正比 08年职称考试辅导 化學位移偽影脂肪和水分子內氫原子共振頻率不 同, 兩者相差約3.5 ppm，其信號被電腦記錄在不同 位置上。造成脂肪和水在圖像上沿頻率編碼方向移 位，出現化學位移偽影。 脂肪信號在圖像的位置與水比較有輕度移位； 水位於脂肪一側交界面為亮線偽影。 水位於脂肪另一側表現為黑線偽影。 化學位移（chemical shift） 08年职称考试辅导 接收頻寬權衡接收頻寬權衡 RBW SNR 化學位移 TE

15、 運動偽影 化學位移 脂肪和水中包含質子的 頻率差別。 H20 Fat (+) (-) approx. 220 Hz ( 1.5 T ) approx. 143 Hz ( 1.0 T) approx. 74 Hz (0 .5T ) approx. 35 Hz (0.2T ) 0-5ppm 08年职称考试辅导 08年职称考试辅导 08年职称考试辅导 頻寬越窄，圖元移動距離越大。增加接收頻寬， 縮小FOV，可減輕化學位移偽影。 預飽和技術應用，使脂肪或水中的質子被預飽和 ，不再產生信號。 通過變換頻率和相位編碼方向，加以控制。 選用抑水和抑脂脈衝序列，去掉化學位移偽影的 產生源。 選擇適當的TE 值，儘量調整GRE序列中脂肪和水 同相位。 控制化學位移偽影的措施有： 08年职称考试辅导 3、卷褶偽影 是被檢查解剖部位的大小超