1、磁共振质量控制的发展
早期MRI设备的QA(qualityassurance,)主要关注的信号质量和信噪比(signal-to-noiseratio,SNR)的测量,并用二者来评价MRI设备的稳定性二十世纪八十年代末期,特殊设计的MRI模体始用于磁共振成像(magneticresonanceimag-ing,MRI)磁共振波谱(MRspectroscopy,MRS)设备的QA上,测量磁化弛豫时间以评价设备的性能,并提供信号质量的一些物理方面的定量分析。2006年11月15日中华人民共和国卫生部发布了《医用磁共振成像设备影像质量检测与评价规范》此规范为我国的MRI质量保证提供了指导。我国的一些学者也在MRI质量保证方面做了深入的研究[1]。下面重点从设备,磁体,成像参数,图像质量等方面进行MR质量控制综述。
2、磁共振设备的质量控制
常规用MR专用模体进行质量控制,模体的材料可以为任何不产生信号的物质,例如玻璃,塑料或橡胶。注入模体内的溶液应该有下列特性:100ms<T1<1200ms50ms<T2<400ms质子密度=水的密度表1中的任何一种溶液可以用作产生信号的溶液,应该注明与场强和温度有关的弛豫时间。弛豫率与离子浓度大致呈线性关系。仔细记录扫描条件,包括脉冲序列和扫描时间参数(TE,TI,TR),翻转角度,FOV和矩阵大小,线圈,模体及模体材料,层厚,层间隔,层数,采集次数,射频功率设置及任何可以用的图像处理。根据(AmericanCollegeofRadiology,ACR)的MRI质控手册[1],MRI设备质量控制的测试项目很多,常规有:信息传输和磁体(1)扫描床的位置;(2)定位灯校准;(3)高张力电(4)扫描床水平运动的稳定性及平滑性;(5)扫描床垂直运动的稳定性和平滑性。照相和显示:(1)激光相机,(2)观片灯。射频的完整性和操作间:(1)射频屏蔽门的连接;(2)射频屏蔽窗屏蔽的完整性;(3)操作者控制台开关,灯,计量器;(4)患者监视器;(5)患者对话系统;(6)室内温度和湿度。设备的安全性:(1)抢救推车;(2)安全警告指示牌;(3)制冷剂水平指示器;(4)氧气探测器。以上检测在实际工作中应用很少,但应该引起足够重视。
3、MR磁体的质量控制
磁体系统是MRI设备的主要关键部件。其性能的高低直接关系到整个系统的信噪比在一定程度上直接决定图像的质量。主要包括:磁场强度,磁场均匀性,磁场稳定性和磁场的逸散度。关于磁场的均匀性ACR制定的MRI质控手册要求每年检测一次磁场的均匀性,建议应用波谱线宽法和相位差法来检测。而林意群[2]等介绍了另一种方法,即带宽差异法,此法用较小带宽采集和大带宽采集来检测磁场均匀性。
4、MR成像参数的质量控制
磁共振是一种多成像参数的设备,其中任何一种成像参数出现差错,都会影响成像质量,一般来说MR的成像参数可以分为信号强度参数和几何参数两种。其中信号强度参数主要包括:信噪比(SNR),对比噪声比(CNR),影像均匀性(imageuniformity),信号线性(signallinearity)和信噪比均匀性(uniformityofsignaltonoiseratio);几何参数包括:空间线性(spatiallinearity),空间分辨率(spatialresolution),层厚(slicethickness),层位置和层间隔(slicepositionandsliceseparation)。以上的检测工作一般要用模体来协助完成,测量SNR,图像的均匀性,层厚,层位置,几何失真和空间分辨率,并对这些参数的检测方法做了详细介绍。我们认为SNR,图像均匀性和几何失真在10~15min之内对一个均匀模体的图像进行简单的测量就可以得到结果这些检测应当每周检测一次以确保MRI系统的稳定性。Chien-ChuanChen等则根据ACRMRI检测标准应用ACR模体对MR的几何精度,高对比度分辨力,层厚,层位置,图像均匀性,低对比物体的检测能力和SNR等做了检测,Chien-ChuanChen认为用ACR模体测试的优点在于它用一个模体就可以完成这些测试,极大的节约了时间。在国内,有学者利用美国实验室制造的Magphan模体首先对各项性能参数按磁场大小分组,得出各项性能参数与场强的关系,并提出了AAPM尚未制定的SNR标准应该按场强分组制定的建议。使用常规头线圈、8通道头线圈和8通道头线圈加iPAT技术三种检查方法扫描水模,并对所得图像的信噪比、对比度、对比噪声比和均匀度进行测量和比较得出8通道线圈与iPAT技术的联合运用能够在显著缩短扫描时间的同时并保持良好的图像质量的结论。
5、MRI图像的伪影
图像质量控制的目的是得到高质量的图像,而伪影是影像图像质量的一个重要因素。所谓伪影是指MR图像中与实际解剖结构不相符的信号,可以表现为图像变形、重叠、模糊、缺失等。常见伪影有以下几类(1)运动伪影;(2)相位伪影;(3)截断伪影;(4)化学位移伪影;(5)磁敏感伪影;(6)金属异物伪影如假牙、子宫内避孕环、皮带铁环、金属硬币、钥匙等等。(7)磁共振本身原因造成的伪影如:几何变形、射频或主磁场不均匀造成的伪影、梯度波形非矩阵形变造成的伪影、正交伪影、信号预防大器噪声造成的伪影、屏蔽不良造成的伪影、阵列处理器不良造成的伪影、梯度放大器不良造成的伪影。史浩等[3]人深入探讨网格伪影、拉链伪影、运动相关的伪影、N/2伪影和K空间分割伪影、流动伪影化学位移伪影、同相位与反相位成像吉布斯效应等并分析了原因。这些伪影产生的原因很多,可能是主磁体,梯度线圈,RF发生器和接收器和所用重建算法等原因引起的可以根据日常工作中的实际情况来探究产生的原因。尽量消除或减少伪影对图像质量的影响。
6、MR其他方面的质量控制
如今磁共振设备性能在各方面都有很大发展和提高,其应用于更加广泛。这也伴随着设备各项性能的质量控制要求也在不断提高。特别是图像质量方面。功能磁共振成像FMRI质量控制核心的项目是EPI的稳定性常用的稳定性测量方法是利用水模进行较长时间的EPI扫描,然后在水模图像中选取一个感兴趣区域,考察该区域中所有像素的均值随时间的变化曲线,并以该曲线的标准方差或峰值变化值相对曲线均值的百分比作为EPI稳定性的测量值。Weisskoff等提出用不同大小的ROI进行上述测量,并把这些测量值与利用单幅图像得到的图像噪声比计算出的理想曲线相比较的方法。
7、磁共振成像的未来发展
随着磁共振设备的不断推广普及,其新技术的发展及图像质量控制的方法也会不断提高,更好的服务于临床,为临床诊断提高可靠的诊断依据。
作者:邹广东 郭淑宁 单位:山东省临沂市沂水中心医院影像科
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