低場MRI：設(shè)備基于大視野的快速掃描探討

【作 者】丁長青，許若峰，謝光彤，張成彬，王琛

江蘇省豐縣人民醫(yī)院，江蘇省，徐州，221700

現(xiàn)階段國內(nèi)核磁共振（MRI）在區(qū)縣級醫(yī)院仍以低場強為主，其成像速度、圖像對比度及偽影是工作中經(jīng)常困擾診斷的問題[1]。鑒于磁共振磁共振是一個多參數(shù)多序列的成像設(shè)備，作者認為諸多參數(shù)之間可能存在一個最佳結(jié)合點，找到此結(jié)合點并優(yōu)化組合能顯著提高掃描速度，且圖像質(zhì)量也可得以保證。2008年1月～2011年12月對我院0.35TMRI設(shè)備的多個序列參數(shù)進行了一系列優(yōu)化，計受檢者28000余例，取得了較好效果，現(xiàn)總結(jié)如下。

1 各檢查部位具體參數(shù)優(yōu)化方法

我們以SE及FSE序列為例，在全身各部位主要掃描組合參數(shù)見表1。

表1 全身主要部位SE及FSE序列參數(shù)組合方法Tab.1 The parameters combination method of SE and FSE sequence in main body parts

2 結(jié)果

由本科2位高年資醫(yī)師及相關(guān)專科醫(yī)師共同分析，主要從信噪比和空間分辨率評價圖像質(zhì)量，重點評價圖像質(zhì)量能否達到診斷要求。所有閱片者認為優(yōu)化后序列信噪比及空間分辨率適中，圖像質(zhì)量均能達到診斷要求。綜合評價主要有以下優(yōu)缺點。

(1) 每個序列掃描時間明顯縮短至原來的1/4～1/2，一個工作日（7 h）從原來的15人次增加至30余人次。

(2) 由于掃描快，總體偽影明顯減少，掃描成功率高，序列重新掃描率從原來的2%下降至3‰以下。

(3) 由于采用大視野掃描，累及超過2萬例圖像可顯示常規(guī)視野不能看到的病變（其中有必要采取進一步治療的良惡性病變超過5000例），因此性價比提高。

(4) 由于采用薄層（主要見于矢冠狀位）掃描，同樣層數(shù)獲得的掃描區(qū)域較常規(guī)稍小，但一般結(jié)合厚層軸位和掃描靶位置仍可獲得需要的診斷信息。

(5) 由于視野較大，尤其見于矢冠狀位（視野上下區(qū)域多超過線圈上下長度），圖像上下端有時信噪比稍低，有時上下兩端中央成像稍多、邊緣成像稍少的弧形圖像（主要見于視野60 cm左右的體部矢冠狀位圖像），均可通過放大圖像除去不佳部分，掃描范圍仍較大，性價比仍高。

3 討論

3.1 參數(shù)優(yōu)化的理論基礎(chǔ)

觀察視野（field of view；FOV）表示圖像從一側(cè)到對側(cè)的水平或垂直距離。象素尺寸為FOV與矩陣之比，F(xiàn)OV增大，每個象素中可產(chǎn)生信號的質(zhì)子數(shù)增加，因而信噪比（signal to noise ratio；SNR，用于描述實際信號和混雜隨機噪聲的相對分布）提高。一種常用于改善SNR的方法是對多次測量到的信號加以平均，隨機過程將互相抵消。提高SNR的基本措施是提高信號強度和降低噪聲強度。軟組織中質(zhì)子密度較平均，因此提供質(zhì)子的數(shù)目取決于體素的的大小，增大體素可增加信號強度。掃描中層厚越厚，采樣率低，則體素越大；層面薄，增加采樣率，體素變小，空間分辨率提高，SNR降低。SNR與成像和硬件的關(guān)系為：SNR∝DxDyNEX1/2d÷(NfNpBW)1/2，其中DxDy為觀察野，NEX（number of excitation）為激勵次數(shù)，d為層厚，NfNp為頻率編碼和相位編碼次數(shù)，BW為接受帶寬。因此，若要提高信噪比，可采取增大FOV和層厚，降低頻率編碼和相位編碼次數(shù)及帶寬。NEX正比于NEX和相位編碼像素值n的平方根。NEX與掃描時間關(guān)系：基本2D掃描時間=TR×相位編碼×NEX，從4降到1掃描時間明顯減少，SNR下降，空間分辨率增加，運動偽影減少[2-4]。因此，理論上，較大視野、較薄層厚、小激勵次數(shù)（NEX=1或2）的組合方案圖像信噪比及空間分辨率適中，且掃描時間明顯縮短。

3.2 研究背景及意義

本研究所采用線圈均為有一定空間的硬質(zhì)線圈，部分掃描序列設(shè)計中的視野已超過線圈長度。已往很少有用較大FOV，可能是由于多采用水模進行序列研究及測試的。水模長度有一定距離限制，而人體具有連續(xù)性，因此基于大視野快速成像在人體實驗更具有意義。

本研究提示，在FOV、NEX和層厚之間存在最佳結(jié)合點，按照此結(jié)合點優(yōu)化組合可顯著縮短掃描時間，同時圖像質(zhì)量有提高，移動等偽影減少。對磁共振不同參數(shù)優(yōu)化配置旨在引起國內(nèi)眾多低場磁共振設(shè)備生產(chǎn)廠家和使用者注意，對磁共振不同參數(shù)配置的研究起到拋磚引玉的作用，從而更合理解決臨床和科研的實際問題[5]。

低場MRI快速掃描的意義：掃描速度快，病人移動偽影減少，掃描成功率高；減少病人等待檢查時間，為及時施治提供時間；增加檢查流量，為醫(yī)院多創(chuàng)造效益，為技師及診斷醫(yī)生減少加班時間。矢冠狀位大視野掃描的意義：增加視野，可多顯示鄰近組織，增加信息量，更有利于診斷，有助于多發(fā)現(xiàn)病變，有利于提升MRI設(shè)備的臨床應(yīng)用價值。

[1] 張勇, 程敬亮, 李華麗, 等. M R I的運動和流動偽影的形成與抑制技術(shù)[J]. 中國醫(yī)療器械雜志, 2009, 33(2): 116-119.

[2] 雷福章, 張臺平. 磁共振技術(shù)參數(shù)與影像信號的探討[J]. 中國醫(yī)學(xué)影像技術(shù), 2003, 19(9): 1241.

[3] 胡軍武, 馮定義, 鄒明麗. MRI應(yīng)用技術(shù)[M]. 武漢: 湖北科學(xué)技術(shù)出版社, 2003

[4] 鄒文, 金德勤, 高利臣. 磁共振圖像質(zhì)量控制及參數(shù)的優(yōu)化選擇[J]. 中國醫(yī)療設(shè)備, 2008, 23(3): 51-53.

[5] 韓鴻賓. 掌握磁共振成像序列設(shè)計, 合理科學(xué)運用MR技術(shù)解決臨床與科研工作中的實際問題[J]. 中國醫(yī)學(xué)影像技術(shù), 2004,20(7): 979-980.