磁共振影像圖像質(zhì)量控制

七章MR檢查技術(shù)節(jié)圖像品質(zhì)控制一、影響圖像品質(zhì)的因素影響MR圖像品質(zhì)取決於兩大因素：組織特定參數(shù)（內(nèi)在）－包括質(zhì)子密度、T1、T2弛豫時(shí)間、化學(xué)位移、體液流動(dòng)、組織灌注、分子擴(kuò)散等；操作選擇參數(shù)（外在）－包括多種脈衝序列參數(shù)。2021/6/271（一）MR圖像特徵參數(shù)及評(píng)價(jià)方法1、MR圖像特徵參數(shù)用客觀指標(biāo)對(duì)MR圖像品質(zhì)的變化進(jìn)行評(píng)價(jià)並反映機(jī)器性能及狀態(tài)。主要指標(biāo)包括：（1）雜訊圖像視野的隨機(jī)信號(hào)。（2）信噪比平均信號(hào)強(qiáng)度與平均雜訊強(qiáng)度的比值。信噪比是衡量圖像品質(zhì)最重要的指標(biāo)。

（3）對(duì)比度不同興趣區(qū)域的相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度差。

（4）解析度圖像對(duì)樣體細(xì)微結(jié)構(gòu)的分辨能力。

（5）偽影除雜訊外體內(nèi)外樣體結(jié)構(gòu)的影像異位元。

2021/6/2722、特徵參數(shù)評(píng)價(jià)（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(tǒng)計(jì)學(xué)功能可測量MR圖像上信號(hào)及雜訊比。選定一個(gè)信號(hào)最均勻、信號(hào)強(qiáng)度較高的區(qū)域作為興趣區(qū)，並記錄該興趣區(qū)信號(hào)的平均值M。接著將興趣區(qū)移至主體影像以外的背景雜訊區(qū)域，對(duì)比計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)差。2021/6/2732021/6/2742021/6/275（2）MR圖像對(duì)比度及對(duì)比雜訊比

不同組織間的差異即組織對(duì)比度。它是指不同組織信號(hào)強(qiáng)度的相對(duì)差異。二種不同組織對(duì)比度：

C=|S1-S2|/|S1+S2|C：對(duì)比度S1、S2：分別代表二種組織的信號(hào)強(qiáng)度。影響MR圖像的對(duì)比度因素可分為三類：1）脈衝序列：自旋回波、流動(dòng)編碼序列等。2）脈衝參數(shù)：TR、TE、TI、翻轉(zhuǎn)角等。3）對(duì)比劑：Gd-DTPA等。2021/6/276MR圖像的對(duì)比度因嚴(yán)重的雜訊影響，不能真實(shí)反映圖像品質(zhì)時(shí)，以對(duì)比雜訊比來評(píng)價(jià)圖像品質(zhì)。二種相關(guān)組織的對(duì)比度雜訊比代表二種組織的信噪比的差異。根據(jù)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(duì)比度雜訊比。

釓類對(duì)比劑通過對(duì)自旋弛豫的影響，改變了組織的T1及

T2弛豫時(shí)間，從而影響組織間的對(duì)比。2021/6/277（3）MR圖像解析度解析度是所有影像品質(zhì)評(píng)價(jià)的一項(xiàng)重要指標(biāo)，它是指影像對(duì)樣體細(xì)節(jié)的分辨能力，指在一定的對(duì)比度下，影像能夠分辨的空間的最小距離。在影像學(xué)中，圖像解析度通過幾種方式表示：平面解析度指平面內(nèi)二個(gè)相互垂直方向的分率空間解析度是二維圖元對(duì)三維體素資訊的反應(yīng)能力

密度解析度即為信號(hào)強(qiáng)度的差異時(shí)間分辨率指同一組織結(jié)構(gòu)不同時(shí)間強(qiáng)度或狀態(tài)的差異2021/6/278圖像空間解析度是體素體積的函數(shù)，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256mm×256mm，矩陣128×256，層厚3mm，則其空間解析度為1/（1mm×2mm×3mm）。如體素在三個(gè)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2mm×2mm×2mm。各不相同則稱為各向異性，如1mm×2mm×3mm。體素越小，空間解析度越高，但信號(hào)越低；反之。2021/6/2792021/6/2710信躁比對(duì)比躁聲比空間分辨力掃描時(shí)間2021/6/2711磁共振成像條件的改變應(yīng)根據(jù)預(yù)選條件考慮到有關(guān)不同參數(shù)的相互影響和臨床診斷需要來確定。成像影像品質(zhì)取決於信噪比、對(duì)比信躁比、空間分辨力、偽影等幾個(gè)因素之間的均衡比，相互制約，過分佔(zhàn)優(yōu)勢(shì)的結(jié)果將是差的圖像品質(zhì)。特別提示2021/6/2712（二）MR圖像品質(zhì)參數(shù)間相互影響MR圖像的品質(zhì)取決於影像的解析度、對(duì)比度、信噪比和檢查時(shí)間等。而影響上述品質(zhì)的因素很多，如檢查的部位的層面厚度、層間距離、脈衝激勵(lì)次數(shù)、相位編碼方向、矩陣、顯示野、

TR、TE的時(shí)間選擇、接收線圈等。這些因素又互相聯(lián)繫，互相制約。2021/6/2713TR(Repetitiontime)重複時(shí)間TR指兩個(gè)900射頻脈衝之間重複的時(shí)間。TR時(shí)間增加

減少

掃描參數(shù)增加減少掃描時(shí)間增加減少信噪比增加減少流入增強(qiáng)效應(yīng)增加減少T2對(duì)比增加T1對(duì)比減少2021/6/27141800相位重聚脈衝回波TETRSE（SpinEcho）

——自旋回波序列900脈衝1800相位重聚脈衝900脈衝2021/6/27152021/6/2716

圖像A:TR=350 圖像B:TR=1000T1像隨著TR改變T1對(duì)比度隨之變化2021/6/2717TE(Echotime)回波時(shí)間TE指射頻脈衝激勵(lì)後得到回波信號(hào)的時(shí)間。TE時(shí)間增加

減少

信號(hào)強(qiáng)度增加減少掃描層數(shù)減少增加運(yùn)動(dòng)偽影增加減少流動(dòng)水成分信號(hào)強(qiáng)度增強(qiáng)減弱2021/6/27181800相位重聚脈衝回波TETRSE（SpinEcho）

——自旋回波序列900脈衝1800相位重聚脈衝900脈衝(TE/2)2021/6/27192021/6/2720T1像隨著TE時(shí)間對(duì)比度有改變

圖像A:TE=Mn 圖像B:TE=402021/6/2721Matrix矩陣影像矩陣增加時(shí)數(shù)值變化的結(jié)果：信噪比降低掃描時(shí)間延長分辨率提高矩陣（Matrix）128256512

信噪比（TE相同時(shí)）2.01.00.5掃描時(shí)間延長0:30

1:002:00解析度（最高）2mm1.5mm0.5mm2021/6/27222021/6/2723圖像A:層厚=3mm 圖像B:層厚=5mm 圖像C:層厚=10mm

層面厚度隨著層厚增加圖像的信噪比逐漸增加，但此時(shí)圖像的空間解析度下降。體素越大，部分容積效應(yīng)越明顯！2021/6/2724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(hào)減低。層距＝層厚X120%時(shí)，可防止信躁比下降；而層面間隙中影像資訊易丟失?？蓲裼脽o間隔掃描、間隔激勵(lì)技術(shù)，隔行交替掃描，減少橫向交叉激勵(lì)而引起的偽影。2021/6/27252021/6/27262021/6/27272021/6/2728表面線圈可增加信噪比，減少遠(yuǎn)離臟器運(yùn)動(dòng)偽影及其它偽影。觀察野較小，且影像不均勻，距表面線圈近處的信號(hào)強(qiáng)，遠(yuǎn)處信號(hào)弱；體線圈的影像信號(hào)強(qiáng)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(chǎn)生偽影嚴(yán)重，極易於產(chǎn)生其它偽影。接收線圈2021/6/2729(三)運(yùn)動(dòng)偽影1、生理性運(yùn)動(dòng)偽影生理運(yùn)動(dòng)如心臟大血管搏動(dòng)、呼吸運(yùn)動(dòng)、血流以及腦脊液波動(dòng)等引起的偽影成為降低圖像品質(zhì)最常見的原因。（1）採用心電門控技術(shù)，在心動(dòng)週期同一預(yù)定點(diǎn)上採集成像，可減少心臟和大血管搏動(dòng)偽影。控制生理性運(yùn)動(dòng)偽影措施：2021/6/27301.心電門控技術(shù)2021/6/27312021/6/27322021/6/27332021/6/2734（2）採用呼吸門控技術(shù)，調(diào)整相位編碼與運(yùn)動(dòng)週期同步，消除呼吸運(yùn)動(dòng)偽影；（3）縮短檢查時(shí)間，如選梯度回波成像、減少信號(hào)采集次數(shù)或改變矩陣等；（4）用預(yù)飽和技術(shù)，去除呼吸時(shí)腹壁運(yùn)動(dòng)引起的偽影；（5）屏氣，減少呼吸運(yùn)動(dòng)；（6）腹帶加壓，以限制呼吸幅度。2021/6/27352021/6/27362021/6/27372021/6/27382021/6/27392、自主性運(yùn)動(dòng)偽影

人體自主運(yùn)動(dòng)吞咽、眼球轉(zhuǎn)動(dòng)等，可在圖像上產(chǎn)生各種不同形狀的偽影，造成圖像模糊、品質(zhì)下降。（1）改變掃描參數(shù)，儘量縮短掃描時(shí)間，減少產(chǎn)生偽影的幾率，如梯度回波技術(shù)的應(yīng)用、減少信號(hào)採集次數(shù)、減少矩陣等；控制自主性運(yùn)動(dòng)偽影的措施：2021/6/2740（2）儘量使病人體位舒適，可用海綿塊或帶子進(jìn)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(nèi)的噪音；（4）對(duì)躁動(dòng)病人，必要時(shí)給予鎮(zhèn)靜劑或使用

EPI技術(shù)。2021/6/27412021/6/2742(四)金屬異物偽影金屬物體在磁體中會(huì)產(chǎn)生渦流，局部形成強(qiáng)磁場干擾主磁場的均勻性，使周圍旋進(jìn)的質(zhì)子很快喪失相位，而在金屬體周圍出現(xiàn)一圈低信號(hào)“盲區(qū)”或圖像出現(xiàn)空間錯(cuò)位而變形失真。病人體內(nèi)或體表的金屬異物不能帶入磁體有兩種原因：①可使圖像產(chǎn)生金屬異物偽影，影響診斷；②對(duì)病人有一種潛在的危險(xiǎn)。例如外科手術(shù)夾可能因磁體磁性吸引脫落造成出血，剪刀、刀片等銳利物飛向磁體時(shí)刺傷病人。2021/6/27432021/6/2744金屬異物—彈片2021/6/2745金屬硬幣2021/6/2746二、改善圖像品質(zhì)的措施1、設(shè)備偽影

是指機(jī)器設(shè)備所產(chǎn)生的偽影。它包括機(jī)器主磁場強(qiáng)度、磁場均勻度、軟體品質(zhì)、電子元件、電子線路以及機(jī)器的附屬設(shè)備等所產(chǎn)生的偽影。設(shè)備偽影主要取決於生產(chǎn)廠家設(shè)計(jì)生產(chǎn)的產(chǎn)品品質(zhì)，某些人為因素如機(jī)器設(shè)備的安裝、調(diào)試以及掃描參數(shù)的選擇，相互匹配不當(dāng)也可出現(xiàn)偽影。2021/6/2747電子雜訊2021/6/2748DWIFSET22021/6/27492、化學(xué)位移偽影

是指脂肪與水的進(jìn)動(dòng)頻率存在差異，此為化學(xué)位移，在圖像上表現(xiàn)為脂肪與水的介面上出現(xiàn)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(qū)表現(xiàn)突出?；瘜W(xué)位移偽影僅發(fā)生在頻率編碼方向上，嚴(yán)重程度與主磁場場強(qiáng)成正比2021/6/2750化學(xué)位移偽影—脂肪和水分子內(nèi)氫原子共振頻率不同,兩者相差約3.5ppm，其信號(hào)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(xiàn)化學(xué)位移偽影。脂肪信號(hào)在圖像的位置與水比較有輕度移位；水位於脂肪一側(cè)交界面為亮線偽影。水位於脂肪另一側(cè)表現(xiàn)為黑線偽影?；瘜W(xué)位移（chemicalshift）2021/6/2751接收頻寬權(quán)衡RBWSNR化學(xué)位移TE運(yùn)動(dòng)偽影

化學(xué)位移

脂肪和水中包含質(zhì)子的頻率差別。H20Fat(+)(-)approx.220Hz(1.5T)approx.143Hz(1.0T)approx.74Hz(0.5T)approx.35Hz(0.2T)0-5ppm2021/6/27522021/6/27532021/6/2754①頻寬越窄，圖元移動(dòng)距離越大。增加接收頻寬，縮小FOV，可減輕化學(xué)位移偽影。②預(yù)飽和技術(shù)應(yīng)用，使脂肪或水中的質(zhì)子被預(yù)飽和，不再產(chǎn)生信號(hào)。③通過變換頻率和相位編碼方向，加以控制。④選用抑水和抑脂脈衝序列，去掉化學(xué)位移偽影的產(chǎn)生源。⑤選擇適當(dāng)?shù)腡E值，儘量調(diào)整GRE序列中脂肪和水同相位?？刂苹瘜W(xué)位移偽影的措施有：2021/6/27553、卷褶偽影

是被檢查解剖部位的大小超出了視野範(fàn)圍時(shí)，視野範(fàn)圍以外部分的解剖部位的影像移位元或卷褶到FOV內(nèi)的另一端。相位編碼方向不同，卷褶偽影的位置也不同。①加大FOV，卷褶多發(fā)生於邊緣，對(duì)中間部分的興趣區(qū)影響不大。②將相位編碼方向設(shè)置在被檢部位的最小直徑上?？刂凭眈迋斡暗拇胧┯校?021/6/27564、截?cái)鄠斡?/p>

系因數(shù)據(jù)採樣不足所致。在圖像中高、低信號(hào)差別大的交界區(qū)信號(hào)強(qiáng)度失準(zhǔn)。在頸椎矢狀位T1WI上這種偽影比較常見，表現(xiàn)為頸髓內(nèi)出現(xiàn)低信號(hào)線影。其它部位如顱骨與腦交界區(qū)、脂肪與肌肉交界區(qū)也可出現(xiàn)這種偽影。截?cái)鄠斡皟H發(fā)生在相位編碼方向上。①加大採集矩陣；②減小FOV；③過濾原始資料；④變換相位和頻率編碼方向；⑤改變圖像重建的方法控制截?cái)鄠斡暗拇胧?021/6/27575、部分容積效應(yīng)

當(dāng)選擇的掃描層面較