MR圖像常規(guī)質(zhì)量控ppt課件

1、 陳海龍 2019.7.8 醫(yī)學(xué)成像過程中有三種主要要素參與。醫(yī)學(xué)成像過程中有三種主要要素參與。 即：患者、成像系統(tǒng)、系統(tǒng)操作者。所以，即：患者、成像系統(tǒng)、系統(tǒng)操作者。所以，醫(yī)學(xué)圖像的質(zhì)量取決于這三種要素。如：患者醫(yī)學(xué)圖像的質(zhì)量取決于這三種要素。如：患者的檢查部位、病變的組織特征、成像方法、成的檢查部位、病變的組織特征、成像方法、成像設(shè)備的特點、操作者選用的成像參數(shù)等。像設(shè)備的特點、操作者選用的成像參數(shù)等。 MR MR成像設(shè)備特點由設(shè)計決議；患者檢成像設(shè)備特點由設(shè)計決議；患者檢查由病變發(fā)生部位決議；而查由病變發(fā)生部位決議；而MRMR成像系統(tǒng)中相當(dāng)成像系統(tǒng)中相當(dāng)多的成像方法和變量參數(shù)必需由操作者

2、選擇運多的成像方法和變量參數(shù)必需由操作者選擇運用。所以，成像參數(shù)的選擇恰當(dāng)與否是可以客用。所以，成像參數(shù)的選擇恰當(dāng)與否是可以客觀控制的，決議圖像質(zhì)量的關(guān)鍵。觀控制的，決議圖像質(zhì)量的關(guān)鍵。 脈沖序列是由一系列成像參數(shù)構(gòu)成，該當(dāng)脈沖序列是由一系列成像參數(shù)構(gòu)成，該當(dāng)了解這些參數(shù)的作用及彼此間的相互關(guān)系，以便正了解這些參數(shù)的作用及彼此間的相互關(guān)系，以便正確選擇運用，到達(dá)更明晰顯示感興趣區(qū)圖像，了解確選擇運用，到達(dá)更明晰顯示感興趣區(qū)圖像，了解病灶病灶T1T1、T2T2特性，從而獲得正確診斷的目的。特性，從而獲得正確診斷的目的。 與圖像質(zhì)量有關(guān)的成像參數(shù)包括四個方面：與圖像質(zhì)量有關(guān)的成像參數(shù)包括四個方面：

3、 1.SNR 1.SNR信號噪聲比；信號噪聲比； 2.CNR 2.CNR對比噪聲比；對比噪聲比； 3. 3.空間分辨率；空間分辨率； 4. 4.掃描時間。掃描時間。信噪比：主是指同一感興趣區(qū)內(nèi)各信號強度與背景隨機噪信噪比：主是指同一感興趣區(qū)內(nèi)各信號強度與背景隨機噪聲強度之比。聲強度之比。 即即SISI組織組織/SI/SI背景背景 可以看出，信號強度越大、噪聲越小時，信噪可以看出，信號強度越大、噪聲越小時，信噪 比越比越高，構(gòu)成圖像質(zhì)量越好。所以高，構(gòu)成圖像質(zhì)量越好。所以MRMR掃描時應(yīng)提高信噪比。即掃描時應(yīng)提高信噪比。即盡能夠添加信號強度。盡能夠添加信號強度。噪聲：要來源于進(jìn)入磁體內(nèi)的病人的體

4、質(zhì)構(gòu)造、檢查部位，噪聲：要來源于進(jìn)入磁體內(nèi)的病人的體質(zhì)構(gòu)造、檢查部位，以及系統(tǒng)固有的電子學(xué)噪聲。以及系統(tǒng)固有的電子學(xué)噪聲。 在在MRMR成像過程中，是一直存在的、不可防止的、一成像過程中，是一直存在的、不可防止的、一種對組織構(gòu)造共振信號接受的干擾。種對組織構(gòu)造共振信號接受的干擾。 噪聲強時，信號接納受干擾，構(gòu)成圖像信號差、模噪聲強時，信號接納受干擾，構(gòu)成圖像信號差、模糊；噪聲弱時，干擾小，接納信號強，構(gòu)成圖像信號好，糊；噪聲弱時，干擾小，接納信號強，構(gòu)成圖像信號好，明晰。明晰。 圖像的SNR與很多要素有關(guān)，如主磁場強度、采集線圈、脈沖序列、TR、TE、NEX、層厚、矩陣、FOV、采集帶寬、采集

5、方式等。SNR與場強強度成正比與場強強度成正比選擇適宜線圈，必需使被檢組織位于線圈選擇適宜線圈，必需使被檢組織位于線圈的敏感容積內(nèi)的敏感容積內(nèi)自旋回波類序列的SNR高于GRE類序列翻轉(zhuǎn)角度越大，轉(zhuǎn)為橫向磁化越多，產(chǎn)生信號量越大，SNR提 高；反之， 越小，產(chǎn)生信號量越少，SNR越低。 由此可見，SE序列比GRE序列的SNR高。多數(shù)序列中TE延伸，SNR降低TE決議著采集信號前橫向磁化的衰減量。所以，長TE時，已有相當(dāng)多的橫向磁化被衰減，產(chǎn)生的信號量少，SNR下降；而短TE那么相反，SNR增高。多數(shù)序列中TR延伸，SNR升高TR決議著縱向磁化恢復(fù)的量，因此也決議著下一次鼓勵能有多少縱向磁化轉(zhuǎn)為橫

6、向并產(chǎn)生信號。所以，長TR提高SNR，短TR降低SNR。FOV增大，SNR升高矩陣增大，SNR降低層厚添加，SNR成比例添加減少帶寬，減少帶寬，SNRSNR添加添加, ,但延伸時間但延伸時間NEX(數(shù)據(jù)采集反復(fù)次數(shù))增多，SNR提高參數(shù)調(diào)整界面顯示的信噪比都是相對的信噪比，其本身不能代表真正的SNR的高低。相對信噪比的作用僅僅提示操作者該參數(shù)調(diào)整對信噪比的影響。也就是說即使把顯示界面的相對信噪比調(diào)整到30%，最后得到的圖像應(yīng)有足夠的信噪比。對比度：對比度： 是指兩種組織信號強度的相對差別。差是指兩種組織信號強度的相對差別。差別越大，那么圖像對比度越好。別越大，那么圖像對比度越好。 在臨床上對比

7、度通常用對比噪聲比表在臨床上對比度通常用對比噪聲比表示。示。對比噪聲比對比噪聲比CNRCNR： 是指兩種組織的信號強度差值的絕對值與背是指兩種組織的信號強度差值的絕對值與背景噪聲之比，即：景噪聲之比，即：CNR= | SICNR= | SI病灶病灶 SI SI組織組織| /SD| /SD背景背景 CNR CNR越大，不同組織構(gòu)造及病變越大，不同組織構(gòu)造及病變MRMR信號之信號之間差別越明顯。間差別越明顯。組織間的固有差別，即兩種組織的T1、T2、質(zhì)子密度等的差別，差別大，CNR大成像技術(shù)，包括SNR、所用序列，成像參數(shù)等。人工對比，有的組織間的固有差別很小，可以利用對比劑的方法添加兩者間的CN

8、R,提高病變檢出率。MRMR空間分辨率是指空間分辨率是指MRMR圖像顯示細(xì)節(jié)的才干。圖像顯示細(xì)節(jié)的才干。 空間分辨率取決于體素的大小。即：體素容空間分辨率取決于體素的大小。即：體素容積小時，空間分辨率高；體素容積大時積小時，空間分辨率高；體素容積大時 由由于容積效應(yīng)，空間分辨率低。于容積效應(yīng)，空間分辨率低。 體素的大小取決于成像層面厚度、體素的大小取決于成像層面厚度、FOVFOV和象素矩陣和象素矩陣的大小。即：的大小。即： a. a.薄層，空間分辨率高；薄層，空間分辨率高； b. b.厚層，空間分辨率低。厚層，空間分辨率低。 c. c.當(dāng)當(dāng)FOVFOV一定時，大矩陣，空間分辨率高；一定時，大矩

9、陣，空間分辨率高； d. d.小矩陣，空間分辨率低。小矩陣，空間分辨率低。 e. e. 當(dāng)矩陣一定時，當(dāng)矩陣一定時，F(xiàn)OVFOV越小空間分辨率越越小空間分辨率越高；高； f. FOV f. FOV越大空間分辨率越低。越大空間分辨率越低。 提高圖像空間分辨率可選用薄的成像層面、提高圖像空間分辨率可選用薄的成像層面、大矩陣、小大矩陣、小FOVFOV。 但必需知道，當(dāng)其它成像參數(shù)不變時，但必需知道，當(dāng)其它成像參數(shù)不變時，空間分辨率的提高總是伴隨著空間分辨率的提高總是伴隨著SNRSNR的下降、掃的下降、掃描時間的延伸和層面內(nèi)質(zhì)子數(shù)目的明顯減少。描時間的延伸和層面內(nèi)質(zhì)子數(shù)目的明顯減少。后者使信號強度減弱

10、，反而不利于發(fā)現(xiàn)病變。后者使信號強度減弱，反而不利于發(fā)現(xiàn)病變。 所以，實踐任務(wù)中無須一味追求空間所以，實踐任務(wù)中無須一味追求空間分辨率的提高。分辨率的提高。 理想的圖象質(zhì)量該當(dāng)具有高SNR、高CNR、高空間分辨率和短掃描時間。但一種要素的改善總會伴有另一種或多種其它要素的損失。所以應(yīng)根據(jù)檢查部位、檢查目的權(quán)衡選擇成像參數(shù)。應(yīng)根據(jù)檢查目的和部位選擇適宜的脈沖序列、圖像信號的加權(quán)參數(shù)和掃描平面軸、冠、矢、斜SNR是影響圖像質(zhì)量的最重要要素。不應(yīng)為追求過高的空間分辨率而犧牲SNR；盡量縮短掃描時間，防止運動偽影；應(yīng)留意不同解剖部位信號強弱的差別，以正確選用矩陣和NEX。 圖像質(zhì)量與成像參數(shù)的關(guān)系表示

11、 調(diào)整成像參數(shù)的利弊偽影：偽影： 是指由于某些緣由呵斥的、人體本是指由于某些緣由呵斥的、人體本身并不存在的、致使圖像質(zhì)量下降的影像。身并不存在的、致使圖像質(zhì)量下降的影像。MRIMRI成像過程復(fù)雜，掃描序列及成像參數(shù)多，成像過程復(fù)雜，掃描序列及成像參數(shù)多，故為出現(xiàn)偽影最多的一種影像檢查技術(shù)。有故為出現(xiàn)偽影最多的一種影像檢查技術(shù)。有些偽影經(jīng)補償技術(shù)可以消除或盡量減少。些偽影經(jīng)補償技術(shù)可以消除或盡量減少。 是指數(shù)據(jù)采集過程中，被成像的解剖構(gòu)造沿是指數(shù)據(jù)采集過程中，被成像的解剖構(gòu)造沿相位梯度方向發(fā)生位置挪動如呼吸運動、相位梯度方向發(fā)生位置挪動如呼吸運動、腸蠕動、心血管搏動、吞咽、咳嗽等所致。腸蠕動、心

12、血管搏動、吞咽、咳嗽等所致。由于這種挪動發(fā)生在數(shù)據(jù)采集過程中，表現(xiàn)由于這種挪動發(fā)生在數(shù)據(jù)采集過程中，表現(xiàn)為圖像的重疊。為圖像的重疊。補償方法：補償方法： 改動相位編碼方向；改動相位編碼方向； 預(yù)飽和技預(yù)飽和技術(shù)；術(shù)； 呼吸門控；呼吸門控； 心臟門控；心臟門控； 使病人盡量安靜或給予鎮(zhèn)靜劑、腸蠕使病人盡量安靜或給予鎮(zhèn)靜劑、腸蠕動抑制劑等動抑制劑等 盡量縮短掃描時間。盡量縮短掃描時間。HF 是指當(dāng)受檢部位的大小超出是指當(dāng)受檢部位的大小超出FOVFOV的大小，的大小，F(xiàn)OVFOV外外的組織信號將折疊到圖像的另一側(cè)。的組織信號將折疊到圖像的另一側(cè)。 補償方法：補償方法： 擴(kuò)展擴(kuò)展FOVFOV 頻率包裹

13、，系統(tǒng)本身具有該功能頻率包裹，系統(tǒng)本身具有該功能 相位包裹，在相位編碼方向擴(kuò)展相位包裹，在相位編碼方向擴(kuò)展FOVFOV，并添，并添加相位編碼次數(shù)，以補償空間分辨率的下降。加相位編碼次數(shù)，以補償空間分辨率的下降。 施加空間預(yù)飽和帶。施加空間預(yù)飽和帶。 是指由人體內(nèi)脂肪與水的化學(xué)環(huán)境的差別引起的是指由人體內(nèi)脂肪與水的化學(xué)環(huán)境的差別引起的偽影。同為偽影。同為H H質(zhì)子，在脂肪中與碳相連，在水中與質(zhì)子，在脂肪中與碳相連，在水中與氧相連。前者進(jìn)動頻率慢于后者。成像過程中，同氧相連。前者進(jìn)動頻率慢于后者。成像過程中，同一體素內(nèi)彼此相鄰的脂肪和水在影像上的信號位置一體素內(nèi)彼此相鄰的脂肪和水在影像上的信號位置

14、就會彼此分別、空間錯位，即化學(xué)位移偽影。就會彼此分別、空間錯位，即化學(xué)位移偽影。 化學(xué)位移偽影僅發(fā)生在頻率編碼方向上，表現(xiàn)為化學(xué)位移偽影僅發(fā)生在頻率編碼方向上，表現(xiàn)為在脂肪與水的界面上出現(xiàn)黑色或白色帶狀影。在脂肪與水的界面上出現(xiàn)黑色或白色帶狀影。 由于脂肪與水中由于脂肪與水中H H質(zhì)子進(jìn)動頻率的差別和主磁場質(zhì)子進(jìn)動頻率的差別和主磁場強度成正比，所以，低場強設(shè)備這種差別不明顯，強度成正比，所以，低場強設(shè)備這種差別不明顯，高場強設(shè)備那么顯著，因此出現(xiàn)偽影。高場強設(shè)備那么顯著，因此出現(xiàn)偽影。補償方法：添加帶寬、減少補償方法：添加帶寬、減少FOVFOV；預(yù)飽和技術(shù)；預(yù)飽和技術(shù)化學(xué)位移偽影添加帶寬，化學(xué)

15、偽影減低 當(dāng)當(dāng)MRMR信號發(fā)生忽然躍遷，傅立葉變換時，在兩個信號發(fā)生忽然躍遷，傅立葉變換時，在兩個環(huán)境的界面如顱骨與腦外表，脂肪與肌肉等會產(chǎn)生環(huán)境的界面如顱骨與腦外表，脂肪與肌肉等會產(chǎn)生信號振蕩，在讀出頻率編碼方向上出現(xiàn)環(huán)形黑信號振蕩，在讀出頻率編碼方向上出現(xiàn)環(huán)形黑白條紋。是因數(shù)據(jù)采樣缺乏，呵斥的圖像中高、低白條紋。是因數(shù)據(jù)采樣缺乏，呵斥的圖像中高、低信號強度差別大的交界區(qū)信號強度失準(zhǔn)。僅發(fā)生在信號強度差別大的交界區(qū)信號強度失準(zhǔn)。僅發(fā)生在相位編碼方向。在頸椎矢狀位相位編碼方向。在頸椎矢狀位T1WIT1WI上比較常見，表上比較常見，表現(xiàn)為頸髓內(nèi)出現(xiàn)低信號線影?，F(xiàn)為頸髓內(nèi)出現(xiàn)低信號線影。補償方法：補償方法： 添加相位編碼次數(shù)，例如運用添加相位編碼次數(shù)，例如運用256256256256矩陣替矩陣替代代256256128128矩陣，防止采樣缺乏。矩陣，防止采樣缺乏。磁敏感性：又稱磁化率，是指物質(zhì)可被磁化磁敏感性：又稱磁化率，是指物質(zhì)可被磁化的才干。的才干。 磁敏感性強的物質(zhì)和組織成分，在進(jìn)動頻磁敏感性強的物質(zhì)和組織成分，在進(jìn)動頻率和相位上與普通