<template>
|
<div class="chapter" num="9">
|
<!-- Page 291 (奇数页) -->
|
<div class="page-box" page="291">
|
<div v-if="showPageList.indexOf(291) > -1">
|
<div class="bodystyle">
|
<h1 class="firstTitle-l">第八章 磁共振图像的质量控制</h1>
|
<div class="bodyPic"><img src="../../assets/images/0299-01.jpg" style="width:30%" alt=""
|
active="true" />
|
</div>
|
<div class="bodyPic"><img src="../../assets/images/0019-02.jpg" style="width:80%" alt=""
|
active="true" />
|
</div>
|
<p class="center"><span class="bold">素质目标</span></p>
|
<p class="content">（1）具有严谨的工作态度和科学的思维方式，关注磁共振成像过程中的细节。</p>
|
<p class="content">（2）具有团队合作精神，提升与其他医疗专业人员的沟通能力。</p>
|
<p class="content">（3）具有安全意识和职业道德，遵循相关规范和标准，确保患者安全和影像质量。</p>
|
<p class="center">……………………</p>
|
<p class="center"><span class="bold">知识目标</span></p>
|
<p class="content">（1）掌握：影响图像质量的基本因素，会用磁共振成像的基本物理原理及其成像过程，解释图像质量的影响因素，优化成像。</p>
|
<p class="content">（2）熟悉：磁共振图像质量控制的流程和方法，包括设备校准、维护和质量评估。</p>
|
<p class="content">（3）了解：磁共振图像的质量标准，能够识别影响图像质量的关键因素。</p>
|
<p class="center">……………………</p>
|
<p class="center"><span class="bold">能力目标</span></p>
|
<p class="content">（1）能熟练使用影像质量评估工具和软件，对磁共振图像进行定量和定性分析，评估其质量。</p>
|
<p class="content">（2）能识别常见的磁共振伪影，能够分析其成因并提出有效的解决方案，提升图像质量。</p>
|
<p class="content">（3）能根据质量评估结果制订并实施针对性的改进措施，优化磁共振成像质量。</p>
|
<div class="bodyPic"><img src="../../assets/images/0019-03.jpg" style="width:80%" alt=""
|
active="true" />
|
</div>
|
<p class="titleQuot-1">【案例】</p>
|
<p class="content">
|
某医院，患者因突发剧烈背痛接受磁共振检查。扫描后的图像显示模糊，难以判断是否存在椎间盘突出。影像科团队分析后发现，图像质量问题源于患者在扫描过程中未能保持静止和信噪比不足。为提高图像质量，团队优化了成像参数并使用了呼吸门控技术。经过重新扫描，获得了清晰的图像，成功识别出椎间盘突出，为患者提供了及时的治疗方案。
|
</p>
|
<p class="titleQuot-1">【问题】</p>
|
<p class="content">1．磁共振成像中如何有效抑制运动伪影？</p>
|
<p class="content">2．请结合自己所学知识，简述怎样保证磁共振成像的质量满足临床需要。</p>
|
</div>
|
<div class="page-bottom-right">281</div>
|
</div>
|
</div>
|
|
<!-- Page 292 (偶数页) -->
|
<div class="page-box" page="292">
|
<div v-if="showPageList.indexOf(292) > -1">
|
<div class="page-header-left">
|
<div class="header-txt">
|
MRI检查技术
|
</div>
|
</div>
|
<div class="bodystyle">
|
<p class="center"><img class="g-pic" src="../../assets/images/0020_01.jpg" alt="" /></p>
|
<p class="content">本章介绍了磁共振的常见伪影及其成因、影像表现和应对措施。并介绍了常用的磁共振图像质量评价指标，是正确进行磁共振影像质量保证的重要理论基础。</p>
|
<p class="content">
|
磁共振的伪影形成原因复杂，形式多样，涉及多方面因素，需要认真研究成像原理，合理开展临床应用，才能得到高质量的影像。常见的伪影包括运动伪影、化学位移伪影和金属伪影。运动伪影通常因患者运动引起，补偿措施包括使用呼吸控制和快速成像技术。化学位移伪影通常由于脂肪和水信号的位移差异导致，可以通过脂肪抑制技术提高影像质量。而金属伪影则可以通过使用特定成像序列进行抑制，优化图像质量。
|
</p>
|
<p class="content">磁共振图像的质量通常通过空间分辨力、对比度和信噪比（SNR）等指标进行评估。</p>
|
<p class="content">
|
成像参数如回波时间（TE）、重复时间（TR）和层厚对图像质量有显著影响，TE和TR的选择直接关系到图像的对比度和信号强度，合理选择可以优化特定组织的显示效果。此外，层厚的选择会影响空间分辨率，较薄的层厚有助于提高细节表现，但可能延长成像时间和增加噪声。
|
</p>
|
<h2 class="secondTitle">第一节 常用的磁共振图像质量评价指标</h2>
|
<div class="bodyPic"><img src="../../assets/images/0300-01.jpg" style="width:30%" alt=""
|
active="true" />
|
</div>
|
<p class="content">
|
磁共振质量检测对于保持设备最佳工作状态，生成符合临床诊断要求的高质量图像非常重要。相关的测试方法可参考国内外相关标准，如《中华人民共和国卫生行业标准》中的《医用磁共振成像（MRI）设备影像质量检测与评价规范》等。下面简要介绍常用的磁共振图像质量评价指标。
|
</p>
|
<h3 class="thirdTitle">一、信噪比</h3>
|
<p class="content">信噪比（signal-to-noise ratio，SNR）是重要的磁共振成像质量指标。磁共振的信号受多种因素影响，如T<span
|
class="sub">1</span>、T<span
|
class="sub">2</span>、质子密度等；序列相关参数，如TR、TE、翻转角等；成像相关参数，如矩阵大小、视野大小、层厚等。</p>
|
<p class="content">信号可定义为影像上感兴趣区内像素强度平均值与本底像素强度平均值之差。</p>
|
<p class="content">噪声可定义为影像上感兴趣区内像素强度的标准偏差。</p>
|
<p class="content">对于一个特定的脉冲序列，二维采集时，SNR可表示为：</p>
|
<div class="bodyPic"><img src="../../assets/images/0300-02.jpg" style="width:80%" alt=""
|
active="true" />
|
</div>
|
<p class="content">式中，I是脉冲序列的固有信号强度。Voxel<span
|
class="sub">x，y，z</span>是体素大小，由视野、图像矩阵和层厚决定。NEX是激发次数，BW是射频接收线圈的带宽，f（QF）线圈质量参数的函数，f（B）是磁场强度的函数，f（层间距）是反映层间距影响的函数，f（图像重建）是图像重建算法的函数。
|
</p>
|
<h3 class="thirdTitle">二、对比度和对比度噪声比</h3>
|
<p class="content">对比度是磁共振区分不同组织的重要参数。对比度通常是指两种组织的信号强度的相对差别，差</p>
|
</div>
|
<div class="page-bottom-left">282</div>
|
</div>
|
</div>
|
|
<!-- Page 293 (奇数页) -->
|
<div class="page-box" page="293">
|
<div v-if="showPageList.indexOf(293) > -1">
|
<div class="page-header-right">
|
<span class="header-title">第八章 磁共振图像的质量控制</span>
|
<img class="header-img" src="../../assets/images/pageHeader.png" alt="" />
|
</div>
|
<div class="bodystyle">
|
<p class="content">
|
别越大，影像上越容易区分这两种组织。磁共振图像的对比度依赖于组织的T<span class="sub">1</span>、T<span
|
class="sub">2</span>、质子密度、血液的流速、成像序列、设备性能等，临床上可以用对比度噪声比（contrast noise
|
ratio，CNR）表示，CNR的测定方法可以参考相关的磁共振质量检测标准。</p>
|
<h3 class="thirdTitle">三、空间分辨力</h3>
|
<p class="content">空间分辨力是指磁共振图像对解剖细节的显示能力。空间分辨力取决于视野大小、梯度场强度、接收线圈的特性、采样带宽、图像矩阵大小、层厚等。</p>
|
<p class="content">磁场强度越高，SNR越高，可以得到更薄的层厚、更高的采样率，从而提升空间分辨力。但是大的B<span
|
class="sub">0</span>会增加射频吸收、产生伪影、延长T<span class="sub">1</span>弛豫，降低T<span
|
class="sub">1</span>对比。</p>
|
<h3 class="thirdTitle">四、均匀度</h3>
|
<div class="bodyPic"><img src="../../assets/images/0301-01.jpg" style="width:30%" alt=""
|
active="true" />
|
</div>
|
<p class="content">
|
均匀度包括图像的均匀度和层厚（非）均匀性指标。①图像均匀度：是图像中均匀物质的信号强度的偏差，是当成像体具有均匀的磁共振特性时，磁共振设备在整个被扫描体积上产生恒定响应的能力。②层厚均匀性：指层厚的非一致性变化程度。
|
</p>
|
<p class="content">此外，还有SNR均匀度、CNR均匀度、主磁场的均匀度等。</p>
|
<p class="content">实际中可以用水模等多种质量检测设备进行各种均匀度检测，请参阅相关的检测标准。</p>
|
<h2 class="secondTitle">第二节 磁共振图像常见伪影及补偿措施</h2>
|
<p class="content">
|
伪影是磁共振图像中存在的与实际解剖结构信号不符的异常信号。伪影可呈现为图像变形、解剖结构图像重叠、图像部分缺失、移位等。伪影可能导致图像质量下降、遮盖病灶影响诊断、形成假病灶引发误诊等。正确认识伪影对提高磁共振成像质量和临床诊断水平非常重要，学习掌握伪影的形成机制对磁共振操作者、技师、医师、物理师、工程师等都非常重要。
|
</p>
|
<div class="bodyPic"><img src="../../assets/images/0301-02.jpg" style="width:30%" alt=""
|
active="true" />
|
</div>
|
<h3 class="thirdTitle">一、序列参数相关伪影</h3>
|
<p class="titleQuot-1">（一）环形伪影</p>
|
<p class="content">环形伪影（ring artifact）也称为截断伪影（truncation artifact）、吉布斯伪影（Gibbs
|
artifact）。环形伪影在空间分辨力低的图像中比较明显，一般表现为多条交替出现的同心弧形线状低信号或高信号影，可平行或紧邻于图像中信号强度跳变区域的边缘并随距离增大而逐渐消失。如在颅骨骨髓的高信号和骨骼的低信号、颅骨与脑组织形成的界面上，环形伪影可表现为明显的周期性伪影。如果环形伪影出现在某些复杂的解剖结构或微小结构区域，如在喉部或膝关节半月板图像中，该伪影很容易成为诊断的干扰因素。
|
</p>
|
<p class="content">环形伪影的周期性与系统使用的采集矩阵有关，主要原因是在不同组织界面处出现信号跳变的区</p>
|
</div>
|
<div class="page-bottom-right">283</div>
|
</div>
|
</div>
|
|
<!-- Page 294 (偶数页) -->
|
<div class="page-box" page="294">
|
<div v-if="showPageList.indexOf(294) > -1">
|
<div class="page-header-left">
|
<div class="header-txt">
|
MRI检查技术
|
</div>
|
</div>
|
<div class="bodystyle">
|
<p class="content">
|
域对高频信号采样不足。高频信号的作用如图8-1所示。</p>
|
<div class="qrbodyPic">
|
<img src="../../assets/images/0302-01.jpg" style="width:80%" alt="" active="true" />
|
<p class="imgdescript">图8-1 环形伪影的形成原因</p>
|
</div>
|
<p class="content">
|
根据傅立叶频率分析原理可知，任何信号都可以表示为不同频率、不同相位的正弦波的叠加。若高频频率分量少或仅有低频信息，仅可近似表示跳变信号，导致精度不高；若增加高频频率分量，但其分量不足，表示跳变信号的效果有改善，但仍会由于频率分量不足导致无法精确描述跳变信号，对快速变化区域信号采样的高频信号分量不足，将在最终的图像中信号强度快速跳变的位置形成环形伪影；当高频分量进一步增加后，可更精确地表示界面处信号的跳变，从而减少环形伪影。
|
</p>
|
<p class="content">
|
如果在相位编码方向或频率编码方向采样不足，采集的数据经傅立叶变换后就会形成环形伪影，即环形伪影是由于对回波信号的采集不完整导致。如果在采集时间窗结束时，回波信号仍未完全衰减至0，会使得回波不能被完全采集。所以，使用较小的采集矩阵时容易出现环形伪影且通常会在相位编码方向出现，这是由于为加快采集，选用小于读出矩阵的相位编码矩阵导致。
|
</p>
|
<p class="content">
|
环形伪影无法完全避免，因为采集的信号要存入K空间，而K空间矩阵大小是有限的。可通过增大采集矩阵、保持固定视野或通过滤波来减小环形伪影，但这样会延长采集时间并降低每个像素的SNR。</p>
|
<p class="content">环形伪影可以出现在相位编码方向，也可以出现在频率编码方向，比较容易与运动伪影鉴别。</p>
|
<p class="content">
|
随着高场强磁共振的出现，硬件和软件性能不断提升，更高更快的梯度场、并行成像技术等的应用，使得以更高的空间分辨力、合适的时间采集数据成为可能。因此，与早期磁共振设备相比，环形伪影已很少出现，即便在采集时间极短的功能和动态磁共振成像中也很罕见。
|
</p>
|
<p class="titleQuot-1">（二）卷绕伪影</p>
|
<p class="content">卷绕伪影（wraparound artifact）也称为混叠伪影（aliasing artifact）、卷褶伪影。</p>
|
<p class="content"><span class="bold">1．形成原因</span> 此类伪影的出现是由于视野的大小小于被成像物体所致，其表现为视野外的组织信号折叠到图像的另一侧。
|
</p>
|
<p class="content">
|
可用具有12小时刻度的指针式钟表来理解卷绕伪影的形成原因。现有的指针式钟表，表盘上只有12个刻度，当时针超过12:00后显示的时间将与凌晨时间相同。如表盘上显示的1:00，既可能是凌晨1:00，也可能是下午1:00，仅从表盘显示无法区分。如果从一天的周期看，下午的1:00又回到了凌晨的1:00的位置，相当于下午的时间“卷”到了凌晨。如果采用24小时制显示，则下午1:00将显示为13:00，就不会发生“卷”。与24小时制显示相比，12小时制显示相当于视野过小。
|
</p>
|
<p class="content">对二维图像而言，可将其看成一张纸，当空间宽度不够不能把纸平铺时，可把纸卷成圆筒，从而使纸的右侧卷到左侧与左侧相接，右侧的图像就相应地“卷”到图像的左侧。</p>
|
<p class="content"><span
|
class="bold">2．消除方式</span> 卷绕伪影主要发生在相位编码方向，在读出梯度（频率编码）方向一般没有卷绕伪影。消除卷绕伪影有多种方法，一是增大视野，二是增加采样率。
|
</p>
|
|
</div>
|
<div class="page-bottom-left">284</div>
|
</div>
|
</div>
|
|
<!-- Page 295 (奇数页) -->
|
<div class="page-box" page="295">
|
<div v-if="showPageList.indexOf(295) > -1">
|
<div class="page-header-right">
|
<span class="header-title">第八章 磁共振图像的质量控制</span>
|
<img class="header-img" src="../../assets/images/pageHeader.png" alt="" />
|
</div>
|
<div class="bodystyle">
|
<p class="content">在现代磁共振中，通过在读出梯度方向使用2倍于期望读取信号最高频率的采样率自动实现采样率提升。还可以使用带通滤波器滤除高频信号。</p>
|
<p class="content">在相位编码方向，过采样也是可行的，但是使用2倍的采样率将使采集时间加倍，故在相位编码方向通常使用＜2的过采样因子，可由被扫描物体的几何形状和大小确定。</p>
|
<p class="content">
|
如果被成像物体在读出梯度方向和相位编码方向大小不同，可以尝试交换读出梯度和相位编码的方向，使相位编码沿被扫描物体的尺寸较小的方向。也就是说，在人体磁共振扫描时，通常可以沿人体径向厚度较薄的方向做相位编码。
|
</p>
|
<p class="content">
|
也可以使用具有空间有限灵敏度的线圈（如表面线圈）避免卷绕伪影。如果线圈在视野外的灵敏度接近0，即便物体大小超出视野，也不会有卷绕伪影。类似地，也可以使用预饱和脉冲饱和掉视野外组织的信号，从而消除卷绕现象。
|
</p>
|
<p class="content">
|
在三维采集序列中，卷绕伪影也可能出现在层面选择方向，这是由于层面选择方向的空间编码也是通过相位编码实现的。这种情况下，最好的方法是使用层块敏感激励脉冲（只激发当前的三维层块）和10%～20%的较低过采样率，以平衡采集时间与图像质量。
|
</p>
|
<p class="titleQuot-1">（三）部分容积效应</p>
|
<p class="content">与CT成像类似，磁共振成像也存在部分容积效应（partial volume
|
effect，PVE）。由于一般磁共振成像的体素尺寸比CT更大，所以部分容积效应更为明显。体素尺寸越大，其中包含的不同组织就越多，使平均以后的信号无法精确表示体素内的组织。</p>
|
<p class="content">
|
在二维序列中，部分容积效应主要出现在层面选择方向。在EPI序列中，不同的组织类型不仅可能导致体素内的信号平均，还可能导致体素内的相位发散，进而使信号减弱。当解剖结构与被扫描层面斜交、采集图像时解剖结构出入给定的层面，也可能发生部分容积效应。
|
</p>
|
<p class="content">
|
部分容积效应可能会降低小病灶、低对比结构的可见性，使受影响的结构模糊或失真，影响诊断精度，甚至形成假性病灶。通常，可通过仔细分析相邻的图像来识别部分容积效应。可以通过减小体素大小、提高空间分辨力减少部分容积效应，特别是在层面选择方向。例如，可以减小层厚降低部分容积效应，但减小层厚又会降低SNR。采用三维采集序列可以更好地减轻部分容积效应（在同样的扫描参数的情况下，三维序列可以提供更高的SNR）。
|
</p>
|
<p class="titleQuot-1">（四）层间干扰</p>
|
<p class="content">
|
在层面方向上，如果相邻的两层间距很小，在二维采集射频激励时，由于射频脉冲的激励时间均为毫秒级，时间非常短，层面灵敏度曲线不是理想的方波，从而会使相邻的层面有一部分受到激励（图8-2），导致相邻层面的信号减弱或饱和。这一问题在短TE、多层面采集时尤为严重。
|
</p>
|
<div class="qrbodyPic">
|
<img src="../../assets/images/0303-01.jpg" style="width:50%" alt="" active="true" />
|
<p class="imgdescript">图8-2 层间干扰原理</p>
|
</div>
|
<p class="content">在T<span class="sub">2</span>WI上，层间干扰使SNR降低，在T<span
|
class="sub">1</span>WI上，相邻层串扰导致的部分饱和降低图像的对比度（缩短了纵向磁化的恢复时间）。</p>
|
<p class="content">
|
常用的避免层间干扰的方法有两种，可同时应用。一是使用较大的层间距（层厚的10%～15%），但是，层间距中可能有重要的病变存在，增大层间距有可能造成漏诊。二是隔层激励（先激励奇数层、再激励偶数层），既可解决层间干
|
</p>
|
|
</div>
|
<div class="page-bottom-right">285</div>
|
</div>
|
</div>
|
|
<!-- Page 296 (偶数页) -->
|
<div class="page-box" page="296">
|
<div v-if="showPageList.indexOf(296) > -1">
|
<div class="page-header-left">
|
<div class="header-txt">
|
MRI检查技术
|
</div>
|
</div>
|
<div class="bodystyle">
|
<p class="content">
|
扰又不会漏掉重要的解剖结构。最有效的方法是分别采集两组有合适层间距的图像，但是会使成像时间加倍。</p>
|
<h3 class="thirdTitle">二、被检者相关伪影</h3>
|
<p class="content">
|
被检者相关伪影主要是各种运动伪影。运动伪影一般是指被检者运动引起的伪影。运动可能是肢体的自主运动、呼吸、吞咽动作等，也可以是非自主运动，如心跳、血管搏动等。血流、脑脊液等流动也可能引起运动伪影。运动可以是随机的，也可以是周期性的。尽管运动伪影不只存在于磁共振成像中，但由于磁共振成像的时间相对较长，从而增加了发生运动伪影、降低图像对比度的概率。
|
</p>
|
<p class="content">
|
如果在磁共振信号采集过程中，被检者发生了某种形式的运动，就可能导致运动的器官在多次激发、空间编码、信号采集过程中所处的位置或形态发生变化，使得采集的信号的空间编码出现错误，从而在重建的图像中出现伪影。
|
</p>
|
<p class="content">
|
根据磁共振空间编码和信号采集的特性，运动伪影有如下特点：①主要出现在相位编码方向。②伪影的强度主要取决于发生运动的器官结构的信号强度，运动幅度越大，伪影越严重。③伪影的数目、位置受重复时间、激发次数、视野大小等的影响。
|
</p>
|
<p class="content">
|
在相位编码方向，K空间中相邻的相位编码线间的时间间隔为TR值，有时可达3000毫秒以上，即使很微小的运动也可能引起视野内磁共振信号相位编码的大幅改变。由于回波信号的持续时间和频率编码、读取回波信号的时间非常短（仅数毫秒）且编码和采集同时发生，频率编码方向较少受运动（尤其是周期性运动）的影响。
|
</p>
|
<p class="content">
|
最简单的补偿运动伪影的方法是交换相位编码和频率编码，用同一序列对诊断兴趣区外的运动伪影进行重新定位，这种方法不会减弱运动伪影的幅度。当把相位编码置于矩形视野的较长一边时，成像时间会变长，会出现对齐误差，造成空间分辨力或SNR的损失。
|
</p>
|
<p class="content">
|
其他的减弱运动伪影的方法有：心电或呼吸门控技术、呼吸排序相位编码投影技术、信号平均技术、短TE自旋回波序列、梯度相位补偿技术、对成像区域外的组织进行预饱和技术、对K空间中央进行多次冗余采样技术、流动补偿技术等。
|
</p>
|
<p class="content">表8-1列出了一些常见的运动伪影类型、伪影特点及处理对策。</p>
|
<p class="imgtitle">表8-1 常见运动伪影特点及处理对策</p>
|
<div class="bodyPic"><img src="../../assets/images/0304-01.jpg" style="width:80%" alt=""
|
active="true" />
|
</div>
|
</div>
|
<div class="page-bottom-left">286</div>
|
</div>
|
</div>
|
|
<!-- Page 297 (奇数页) -->
|
<div class="page-box" page="297">
|
<div v-if="showPageList.indexOf(297) > -1">
|
<div class="page-header-right">
|
<span class="header-title">第八章 磁共振图像的质量控制</span>
|
<img class="header-img" src="../../assets/images/pageHeader.png" alt="" />
|
</div>
|
<div class="bodystyle">
|
<p class="content">
|
有时血液流动也会造成伪影，称为流动伪影。流动伪影出现在相位编码方向。GRE序列对流动伪影比SE序列更敏感。在SE序列中，血流一般为低信号（黑血），这是由于流出效应所致。在GRE序列中，由于流入效应，血液呈高信号（亮血）。
|
</p>
|
<p class="content">
|
可以通过在成像层面邻近区域施加预饱和带减少流动伪影，也可以使用流动补偿技术或液体抑制序列减轻流动伪影，但应用运动补偿技术会延长回波时间，尤其是如使用高阶的运动补偿技术，会使回波时间进一步延长。
|
</p>
|
<h3 class="thirdTitle">三、设备及环境相关伪影</h3>
|
<p class="titleQuot-1">（一）磁化率伪影</p>
|
<p class="content">
|
物质可分为抗磁性物质、顺磁性物质、铁磁性物质。磁化率是指某种物质进入外磁场后磁化强度与外磁场强度之比，即外磁场在组织内部激励出的磁场与外磁场强度的比值，是物质的基本特性之一。</p>
|
<p class="content">抗磁性物质的磁化率为负值，顺磁性物质的磁化率为正值，铁磁性物质也是顺磁性物质，但其磁化率更高。</p>
|
<p class="content">
|
视野内组织的磁化率基本保持不变，感应出的磁场也保持均匀。磁化率改变主要发生在组织和空气交界区，由于极快速的相位发散导致信号消失。任何金属物质都可能由于磁化率改变而对局部邻近组织有明显的影响，使磁场发生改变。因此，被检部位的金属异物会使伪影更加严重，因为大多数金属的磁化率都远高于人体组织。一些金属植入物导致的伪影无法完全消除，但可通过使用大的接收带宽、缩短回波时间加以改善，大带宽FSE序列可以较好地应对此类问题，但需要注意防止金属物邻近组织被灼伤。
|
</p>
|
<p class="content">
|
磁化率在某些诊断任务下非常有用。例如通过急性、亚急性、慢性出血时血液的变化特性诊断出血的时间。许多含铁的物质（如去氧血红蛋白、高铁血红蛋白、含铁血黄素、铁蛋白等）可以显著缩短邻近的氢质子的T<span
|
class="sub">1</span>、T<span
|
class="sub">2</span>，因为与之相关的自由水的含量，含铁分子的类型、结构、分布和磁场强度都会影响弛豫。例如在急性出血期，由于局部区域集结的去氧血红蛋白的顺磁性磁化出现T<span
|
class="sub">2</span>缩短效应，而对T<span
|
class="sub">1</span>没有较大影响。而当亚急性期红细胞开始溶解，含铁血黄素转变为高铁血红蛋白，水化层形成使自旋-晶格（纵向、T<span
|
class="sub">1</span>）弛豫加快，T<span class="sub">1</span>缩短，形成T<span
|
class="sub">1</span>WI上的超强信号。到了慢性期，先前出血区的吞噬细胞中出现的含铁血黄素破坏了局部磁场的均匀性，导致信号强度降低或消失，形成出血点周围的特征性暗边。
|
</p>
|
<p class="content">
|
减少磁化率伪影的方法有：做好匀场工作；缩短TE；用自旋回波类序列替代梯度回波序列进行EPI采集；增加频率编码梯度的强度；增大采集矩阵；减少组织磁化率差别；除去被检部位的金属物品。</p>
|
<p class="titleQuot-1">（二）梯度场伪影</p>
|
<p class="content">
|
梯度磁场负责完成信号的空间编码。要正确重建图像就需要有良好的线性度、匹配度和正确执行顺序的梯度。图像重建算法总是假设梯度是理想的，梯度的任何偏差或不稳定都会导致图像失真。在视野中部梯度线性度好，在靠近视野周边的区域，梯度的强度、均匀性、线性度会下降，会导致解剖
|
</p>
|
|
</div>
|
<div class="page-bottom-right">287</div>
|
</div>
|
</div>
|
|
<!-- Page 298 (偶数页) -->
|
<div class="page-box" page="298">
|
<div v-if="showPageList.indexOf(298) > -1">
|
<div class="page-header-left">
|
<div class="header-txt">
|
MRI检查技术
|
</div>
|
</div>
|
<div class="bodystyle">
|
<p class="content">
|
压缩（解剖结构在图像的某方向上被压缩变形），这在冠状面、矢状面、大视野图像中尤其突出。</p>
|
<p class="content">
|
可通过降低梯度场强度、减小视野，或保持梯度场强度和采样次数不变的同时降低频率带宽以减少空间失真。为减少梯度相关伪影，需要对梯度进行持续的校准质控，周期性进行几何精度校正。</p>
|
<p class="content">
|
解剖结构改变可能代表异常，所以校验相位编码、频率编码方向的像素大小非常必要。如果频率编码的强度和相位编码的最大强度不同，则像素的长和宽就可能不同，从而出现失真，导致测量结果不精确。</p>
|
<p class="content">理想情况下，相位编码应当沿物体的较小径向、频率编码应当沿物体较大的径向进行，以保持空间分辨力和尽量减少相位编码的步数。</p>
|
<p class="titleQuot-1">（三）射频线圈伪影</p>
|
<p class="content">
|
射频激励波动、衰减、匹配错误、灵敏度随距离下降等都会使表面射频线圈产生的图像均匀性下降。靠近线圈的区域接收到的信号强，随距离增大信号强度下降，导致图像中的灰阶变化和图像亮度损失。</p>
|
<p class="content">射频线圈的另一个伪影来源是正交采集线圈（RF quadrature
|
coils）的应用。这种采集技术分别在X、Y两个正交的方向同时采集磁共振信号，二者具有独立的放大和增益控制。如果二者的放大器失衡，在图像中心就会出现一个亮点伪影，称为中心点伪影，作为0频率直流分量的偏移出现。正交线圈增益不一致可导致图像中出现沿对角线方向物体的重影。需要用所有射频线圈最底部的那条线以进行连续的测量和响应一致性校准，以使伪影最小。
|
</p>
|
<p class="titleQuot-1">（四）射频伪影</p>
|
<p class="content">射频信号泄漏会扰乱接收线圈中的磁共振信号，导致重建图像中出现伪影。</p>
|
<p class="content">
|
如果干扰射频信号的带宽较低，伪影表现为图像中沿相位编码轴（垂直于频率编码方向）的亮线（黑白交替出现的窄带噪声图形形成拉链伪影），其在图像中的位置取决于导致该伪影的射频源的频率，以及读出带宽和视野大小。外来干扰源的带宽较大时会使整幅图像质量降低。如果干扰信号中存在更低频率的成分，则可能在图像中出现条带伪影。
|
</p>
|
<p class="content">射频泄漏可能源自不合格的扫描室射频屏蔽，也可能来自扫描室外的射频信号源，或是扫描室内相关仪器设备的屏蔽不良，或是扫描室门未关好等。</p>
|
<p class="content">减少射频伪影的方法主要有选择合适的地点建设磁共振机房，做好扫描室屏蔽，对扫描室内的各种设备做好屏蔽处理，扫描前确保关好扫描室门等。</p>
|
<p class="titleQuot-1">（五）K空间错误伪影</p>
|
<p class="content">K空间数据错误会影响整幅图像，形成叠加在整个视野上的波形图案。K空间中的每个点都作为图像空间谐波的一部分影响图像空间所有的像素点。一个“坏点”就会产生明显的伪影。
|
</p>
|
<p class="content">
|
使用非常高占空比的梯度时可能会在K空间中形成一些“坏点”，可能是单个点，也可能是多个点，与K空间的其他数值相比强度强弱不同。后期图像重建进行傅立叶变换时，坏点会与图像的其他信息卷积形成叠加在图像上的暗带。坏点离K空间中心的距离决定了条带间的距离和条带相对于读出（频率编码梯度）方向的角度关系。
|
</p>
|
<p class="content">产生这类噪声的原因可能由于电气设备连接不够紧密导致产生了放电弧或射频线圈内部有断线，</p>
|
</div>
|
<div class="page-bottom-left">288</div>
|
</div>
|
</div>
|
|
<!-- Page 299 (奇数页) -->
|
<div class="page-box" page="299">
|
<div v-if="showPageList.indexOf(299) > -1">
|
<div class="page-header-right">
|
<span class="header-title">第八章 磁共振图像的质量控制</span>
|
<img class="header-img" src="../../assets/images/pageHeader.png" alt="" />
|
</div>
|
<div class="bodystyle">
|
<p class="content">
|
在使用高占空比序列时此类伪影会尤其明显。</p>
|
<p class="content">在GRE
|
EPI序列中，K空间中的数据线是往返填充的，有一半的K空间数据线排列与另一半反向。在傅立叶变换重建图像前，必须将相反方向的数据进行反向，这一反向过程可能会引入相位错误，这可能来自梯度的线性偏差、系统涡流、匀场不良等。相位错误会导致图像中出现重影。
|
</p>
|
<p class="content">
|
在单次激发EPI序列中，伪影表现为偏移到视野一半处的强度减弱的额外影像，称为N/2重影。减小相位误差可减小重影的出现并增强主图像。在多次激发序列也会出现类似伪影，因为K空间分段填充，段间的相位不一致也会导致伪影。重影随K空间相位的不一致增加而增加，伪影可能来自每次激发的回波个数，也可能来自K空间的分段数。FSE序列也可能会产生此类伪影。多数情况下用户无法处理此类伪影，需要由设备厂家工程师提供支持。
|
</p>
|
<p class="titleQuot-1">（六）化学位移伪影</p>
|
<p class="content">
|
水中的氢质子和脂肪中的氢质子所处化学环境不同，进动频率不同，这种频率差异称为化学位移。化学位移会在频率编码方向形成伪影，造成脂肪在图像中的位置产生错误。在FSE序列发明前，化学位移伪影在T<span
|
class="sub">2</span>WI图像中很常见。</p>
|
<p class="content">化学位移的大小可以表示为：</p>
|
<div class="bodyPic"><img src="../../assets/images/0307-01.jpg" style="width:80%" alt=""
|
active="true" />
|
</div>
|
<p class="content">式中，Δω为脂肪和水的频率差，N频率编码是频率编码方向的采样点数，BW接收是接收线圈的带宽。</p>
|
<p class="content"><span
|
class="bold">1．第Ⅰ类化学位移伪影</span> 由于分子的电磁屏蔽作用，处于不同分子中的氢质子感受到的磁场强度不同，故水和脂肪的拉莫尔频率不同（脂肪的进动频率比水低。脂肪和水的峰值差3.5ppm，在乳腺磁共振成像时，还要考虑硅酮的影响，硅酮和水的峰值差5ppm），如图8-3所示。
|
</p>
|
<div class="qrbodyPic">
|
<img src="../../assets/images/0307-02.jpg" style="width:50%" alt="" active="true" />
|
<p class="imgdescript-l">图8-3 水、脂肪、硅酮的频率偏移</p>
|
</div>
|
<p class="content">这种频率差异会导致磁共振图像中水和脂肪的像素配准错误，使属于同一体素的水和脂肪信号被编码到不同的体素中。</p>
|
<p class="content">
|
由于质子的进动频率随主磁场强度增大而增大，如果序列参数保持不变，化学位移绝对偏差将随磁场强度增大而增大。例如，在1.5T时，脂肪和水的频率偏移约为223Hz（42.58MHz/T×1.5T×10<span
|
class="super">6</span>Hz×3.5×10<span
|
class="super">-6</span>=223.5Hz），而在3.0T时约为447Hz，表明磁场越强，化学位移现象越严重。当其他因素不变时，梯度场强度越小，化学位移现象越严重。
|
</p>
|
<p class="content">数据采集时，无法直接区分频率偏移是频率编码梯度所致的正常频率差异，还是化学位移所致的伪影，因此不能通过频率编码梯度造成的频率变化辨认水和脂肪的化学位移。</p>
|
<p class="content">
|
在标准序列中，化学位移伪影主要出现在读出（频率编码）梯度方向。而在EPI序列中，相位编码的带宽极低，故在水和脂肪界面上会出现严重的化学位移伪影。交换相位编码和频率编码方向会</p>
|
|
</div>
|
<div class="page-bottom-right">289</div>
|
</div>
|
</div>
|
|
<!-- Page 300 (偶数页) -->
|
<div class="page-box" page="300">
|
<div v-if="showPageList.indexOf(300) > -1">
|
<div class="page-header-left">
|
<div class="header-txt">
|
MRI检查技术
|
</div>
|
</div>
|
<div class="bodystyle">
|
<p class="content">
|
使图像中的化学位移伪影相应地发生转置，可以用这个方法辨识特定解剖区域中的脂肪。</p>
|
<p class="content">
|
可以增大梯度强度将化学位移限制在像素带宽内，但为了达到要求的层厚就需要加大射频带宽，会造成SNR严重下降。所以，常用的方法是用较低的梯度场强度、窄的射频带宽配合射频化学位移预饱和技术最小化脂肪或硅酮的信号。
|
</p>
|
<p class="content">
|
一般序列中，可以通过增大读出带宽减少化学位移伪影。而EPI序列相位编码方向的带宽天然地低，无法通过增加带宽完全避免化学位移伪影。所以，在EPI序列中可以采用脂肪抑制序列减轻化学位移伪影。
|
</p>
|
<p class="content"><span class="bold">2．第Ⅱ类化学位移伪影</span> 发生在GRE序列中，是由于梯度回波的相位重聚与相位发散是在相对于主磁场的同一方向。
|
</p>
|
<p class="content">在应用多回波GRE序列时，由于水和脂肪的拉莫尔频率不同，受到激励后，脂肪和水的相位将交替出现同相位和反相位，故是否出现化学位移伪影取决于TE的选择。</p>
|
<p class="content">当TE按式8-3取值时，会使水和脂肪中的氢质子间相位偏移180°（反相）。</p>
|
<div class="bodyPic"><img src="../../assets/images/0308-01.jpg" style="width:80%" alt=""
|
active="true" />
|
</div>
|
<p class="content">
|
式中，Δv为频率偏移（3.5ppm）。以该式计算的TE采集信号，在水和脂肪信号分布相等的体素中，水和脂肪的信号互相抵消，使脂肪组织周围（水脂界面）出现“黑带”，称为第Ⅱ类化学位移伪影。</p>
|
<p class="content">按式8-4设置TE可使水和脂肪同相，从而避免第Ⅱ类化学位移伪影。</p>
|
<div class="bodyPic"><img src="../../assets/images/0308-02.jpg" style="width:80%" alt=""
|
active="true" />
|
</div>
|
<p class="content">此时出现的是第Ⅰ类化学位移伪影。</p>
|
<p class="content">能进行同相位或反相位成像的序列也称为化学位移序列。</p>
|
<h2 class="secondTitle">第三节 成像参数对图像质量的影响</h2>
|
<p class="content">成像参数是指技术人员在成像过程中选用的各种参数。操作者需要对所选择的一系列参数进行调整和设定，其设置情况将直接决定最终图像的质量。</p>
|
<h3 class="thirdTitle">一、磁共振图像对比度参数</h3>
|
<p class="content"><span
|
class="bold">1．TR</span> 长TR可使各种组织中的氢质子充分弛豫，提高纵向磁化矢量的恢复程度，从而提高信号强度。如果TR变短，则仅有部分纵向磁化矢量得到恢复，信号强度因此较弱。在一定范围内，延长TR可提高SNR。
|
</p>
|
<p class="content"><span
|
class="bold">2．TE</span> TE越长，横向弛豫进行的越充分。在回波信号采集前，更多的质子已失相位，导致信号显著衰减，所有组织的信号强度都会降低，SNR也会下降，但组织之间的对比度会增强。因此，短TE时为高信号强度、低对比度，较长TE时信号强度减弱但对比度增加。
|
</p>
|
|
</div>
|
<div class="page-bottom-left">290</div>
|
</div>
|
</div>
|
|
<!-- Page 301 (奇数页) -->
|
<div class="page-box" page="301">
|
<div v-if="showPageList.indexOf(301) > -1">
|
<div class="page-header-right">
|
<span class="header-title">第八章 磁共振图像的质量控制</span>
|
<img class="header-img" src="../../assets/images/pageHeader.png" alt="" />
|
</div>
|
<div class="bodystyle">
|
<p class="content"><span
|
class="bold">3．TI</span> 在IR序列中，TI是纵向磁化矢量从负向变为正向时过0的时刻，为一个临界点，在该点处对应的组织的纵向磁化强度为0，若在此时施加90°射频脉冲，此组织将不产生横向分量，从而不产生共振信号。通过选择适当的TI，可以达到抑制某种目标组织显示的目的，如脂肪抑制、水抑制成像应用。
|
</p>
|
<p class="content"><span
|
class="bold">4．FA</span> FA决定了横向磁化矢量的强度，FA大则横向分量大，产生的共振信号强，进行纵向弛豫的时间也越长。GRE序列使用小FA，只将部分纵向磁化矢量转换为横向磁化矢量，扫描速度显著提高。
|
</p>
|
<h3 class="thirdTitle">二、空间分辨力参数</h3>
|
<p class="content"><span
|
class="bold">1．FOV</span> 成像矩阵不变时，FOV变小，体素变小，空间分辨力增加，SNR降低。FOV变大，空间分辨力降低，SNR升高。</p>
|
<p class="content"><span
|
class="bold">2．相位编码步数与频率编码点数</span> 增加相位编码步数，图像的空间分辨力可以在FOV不变的前提下有所提高，但是像素尺寸缩小会造成SNR下降；增加相位码会延长扫描时间。通过合理设置相位编码步数、频率编码点数及FOV，可在成像质量与效率之间得到优化配置。
|
</p>
|
<p class="content"><span
|
class="bold">3．层厚与层间距</span> 当层厚增加时，受到激发的质子数量增加，信号强度提高，图像的SNR增加，但空间分辨力降低。减少厚度可以提高空间分辨力，但会造成SNR降低。一般要求层间距不小于厚层的20%，以避免层间的互相干扰。随着层间距增大，图像的SNR会有所提升。扫描时，应根据检查区域大小和病灶大小，灵活调整层厚与层间距，使成像效果最优化。
|
</p>
|
<h3 class="thirdTitle">三、其他参数</h3>
|
<p class="content"><span
|
class="bold">1．回波次数与回波链长</span> 在多回波SE序列，一个TR周期内可以同时生成多幅图像。回波次数增加，相当于后面回波的TE变长，会带来噪声增大、空间分辨力下降等负面影响。回波链变长会导致信号衰减更加显著，从而降低SNR。随着ETL的增加，为了避免数据重叠和信号失真，扫描允许的最大层数受到限制。
|
</p>
|
<p class="content"><span class="bold">2．静磁场强度</span> 随着静磁场强度的增加，能够明显改善图像的SNR。随着磁敏感效应的增强，T<span
|
class="sub">2</span>WI成像及基于磁敏感技术的应用得到了极大拓展，对检测异常铁沉积、识别微小出血点，以及小静脉血管等结构具有重要意义。</p>
|
<p class="content">静磁场强度越高，T<span
|
class="sub">1</span>弛豫时间越长，在动脉自旋标记灌注成像中有助于实现更加准确的灌注评价。静磁场强度增加，使功能磁共振的分辨率得到提高，可为研究脑功能和代谢提供更精确的资料。虽然超高场磁共振在成像性能方面具有较显著优势，但也存在一些不足，如SAR增加、高场强条件下射频磁场分布不均匀导致图像信号不均衡，影响成像质量和诊断可靠性等。
|
</p>
|
<p class="content"><span
|
class="bold">3．射频带宽</span> 射频频宽对SNR有直接影响。接收带宽变窄可提高SNR，但也会导致图像对比度下降、扫描时间增加、化学位移伪影增加等。射频带宽的设置需要在SNR、扫描时间、图像分辨率和伪影之间找到一个平衡，以满足特定成像需求。
|
</p>
|
<p class="content"><span
|
class="bold">4．信号采集次数</span> 噪声是随机的，时空分布没有规律可循。增加采集数据的次数能够有效降低噪声影响，提升SNR，但也会导致扫描时间延长，在某些临床情景下会影响检查的效率。实际应用中，
|
</p>
|
|
</div>
|
<div class="page-bottom-right">291</div>
|
</div>
|
</div>
|
|
<!-- Page 302 (偶数页) -->
|
<div class="page-box" page="302">
|
<div v-if="showPageList.indexOf(302) > -1">
|
<div class="page-header-left">
|
<div class="header-txt">
|
MRI检查技术
|
</div>
|
</div>
|
<div class="bodystyle">
|
<p class="content">
|
信号采集次数的选取一般需要综合权衡成像目标、可接受的扫描时间和SNR需求等，既保证图像质量符合诊断需要，又有较高的检查效率。</p>
|
<div class="bodyPic"><img src="../../assets/images/0023-01.jpg" style="width:80%" alt=""
|
active="true" />
|
</div>
|
<p class="center"><span class="bold">做磁共振质量控制的原因</span></p>
|
<p class="quotation">
|
质量控制是医学成像的重要环节。在磁共振成像中，由于系统复杂、参数众多，质量控制过程及涉及的设备非常复杂。很多参数之间又存在着相互耦合，临床应用时需要进行必要的平衡，以达到图像质量和具体实现间的合理折中。作为磁共振成像设备工作人员，需要熟练掌握磁共振成像的原理，理解各种成像参数的选取方法，并掌握日常工作中的质量控制程序，能正确识别图像的质量变化，判断出影响图像质量的可能因素并正确进行处理。
|
</p>
|
<div class="bodyPic"><img src="../../assets/images/0310-01.jpg" style="width:80%" alt=""
|
active="true" />
|
</div>
|
<p class="right-info">（侯庆锋 袁梦）</p>
|
</div>
|
<div class="page-bottom-left">292</div>
|
</div>
|
</div>
|
|
<!-- Page 303 (奇数页) -->
|
<div class="page-box" page="303">
|
<div v-if="showPageList.indexOf(303) > -1">
|
<div class="page-header-right">
|
<span class="header-title">第八章 磁共振图像的质量控制</span>
|
<img class="header-img" src="../../assets/images/pageHeader.png" alt="" />
|
</div>
|
<div class="bodystyle">
|
<h1 class="firstTitle-l">参考文献</h1>
|
<p class="content">[1]毕正宏，梁馨月，陈财忠，等.三种自由呼吸门控技术在肝脏MRI中的临床应用对比[J].放射学实践，2023.</p>
|
<p class="content">[2]程流泉，高元桂.多线圈并行成像技术[J].中国医学影像学杂志，2002，010（4）：291-292.</p>
|
<p class="content">[3]高芒.压缩感知同步扫描重建及其采样方案的研究[J].波谱学杂志，2016，33（2）：12.</p>
|
<p class="content">[4]顾海峰，郑玲，郝绍伟，等.磁共振并行采集技术与常规采集技术对图像质量影响的综合评价[J].医学研究生学报，2012，25（1）：4.</p>
|
<p class="content">[5]黄敏，黄慧玲.基于压缩感知的磁共振图像重建算法的VC实现[J].生物医学工程研究，2014，33（1）：5.</p>
|
<p class="content">[6]刘洪涛，苏毅，李浪，等.基于前瞻性磁共振心电门控的心电信号处理方法和装置.CN202211102739.4[2024-12-03].</p>
|
<p class="content">[7]牛雅欣，刘爱连，赵莹，等.压缩感知技术用于子宫3D T<span
|
class="sub">2</span>WI[J].中国医学影像技术，2020，36（10）：1587-1588.</p>
|
<p class="content">[8]吴琼，杜云.导航门控在腹部磁共振的优化应用[J].影像研究与医学应用，2020，4（21）：97-99.</p>
|
<p class="content">[9]王若蛟，秦航，蒋红兵，等.核磁共振呼吸门控技术的探讨[C]//中华医学会医学工程学分会第十五次全国学术年会.2015.</p>
|
<p class="content">[10]翁卓，谢国喜，刘新，等.基于k空间加速采集的磁共振成像技术[J].中国生物医学工程学报，2010，29（5）：8.</p>
|
<p class="content">
|
[11]肖刚，肖红，吴仁华.压缩感知在化学交换饱和传递磁共振成像中的应用[J].数学的实践与认识，2015（8）：5.DOI：CNKI：SUN：SSJS.0.2015-08-021.</p>
|
<p class="content">[12]袁颖，程天馨，钟朝辉，等.人工智能辅助压缩感知技术在肩关节MRI中的应用[J].中国临床医学影像杂志，2024，35（7）：503-507.</p>
|
<p class="content">[13]杨正汉，冯逢，王霄英.磁共振成像技术指南[M].2版.北京：中国协和医科大学出版社，2023.</p>
|
<p class="content">[14]张晖.MRI腹部成像门控技术的比较[J].医疗卫生装备，2013（1）：2.</p>
|
<p class="content">[15]张浩南，浦仁旺，宋清伟，等.压缩感知高倍数加速因子对3D
|
NerveVIEW臂丛神经磁共振成像的影响[J].临床放射学杂志，2022，41（5）：956-960.</p>
|
<p class="content">[16]周学军，孙建忠.MRI检查技术[M].北京：人民卫生出版社，2022.</p>
|
<p class="content">[17]李坤成.全国大型医用设备使用人员（MRI医师）上岗证考试辅导教材[M].北京：中国人口出版社，2004.</p>
|
<p class="content">[18]G.SCHNEIDER, M.R.PRINCE, J.F.M.MEANEY, et al.Magnetic resonance
|
angiography.Springer-Verlag Ital-ia, 2005.</p>
|
<p class="content">[19]JERROLD T.BUSHBERG, J.ANTHONY SEIBERT, EDWIN M.LEIDHOLDT JR, et al.The
|
Essential Physics of Medi-cal Imaging (3E).Wolters Kluwer| Lippincott Williams ＆ Wilkins, 2012.
|
</p>
|
<p class="content">[20]MATT A.BERNSTEIN, KEVIN F.KING, XIAOHONG JOE ZHOU.Handbook of MRI pulse
|
sequences.Elsevier Aca-demic Press, 2004.</p>
|
</div>
|
<div class="page-bottom-right">293</div>
|
</div>
|
</div>
|
<div class="page-box" page="304" style="min-height: auto">
|
<div v-if="showPageList.indexOf(304) > -1">
|
<img class="img-0" alt="" src="../../assets/images/fengdi.jpg" />
|
</div>
|
</div>
|
</div>
|
</template>
|
|
|
<script>
|
export default {
|
name: "chapterEight",
|
props: {
|
showPageList: {
|
type: Array,
|
},
|
},
|
}
|
</script>
|
|
<style lang="less" scoped></style>
|
