均勻度檢測應用于磁共振質(zhì)量控制參數(shù)中的效果分析

宋 雙 ，申洪憲

（1濟南市人民醫(yī)院醫(yī)療設備管理科 山東 濟南 271100）（2濟南市人民醫(yī)院影像科 山東 濟南 271100）

磁共振質(zhì)量控制是通過合理和科學的方法，在驗收設備以及使用期間，周期性檢驗磁共振設備的性能，及時修復存在的異常問題，讓診斷圖像的質(zhì)量得以保證的綜合技術(shù)[1]。通過質(zhì)量控制能讓磁共振設備良好運行，而檢測相關參數(shù)則是實現(xiàn)質(zhì)量控制的有效方式。均勻度是最基本的一項質(zhì)量控制參數(shù)，能對圖像上均勻信號強度的偏差進行準確反映，充分體現(xiàn)了MRI系統(tǒng)對體模內(nèi)相同物質(zhì)區(qū)域的再現(xiàn)效果以及有效區(qū)分相鄰結(jié)構(gòu)或兩區(qū)域的能力。分析發(fā)現(xiàn)，渦流效應、穿透效應、梯度脈沖校準度、射頻線圈質(zhì)量、射頻場均勻性等均會對均勻度造成影響，射頻系統(tǒng)中存在的問題以及頭部線圈中存在的缺陷也會降低均勻度，進而影響成像結(jié)果[2]。當檢測結(jié)果處于規(guī)定標準范圍以外時，表示磁共振設備此時在顯示圖像信號強度的變化程度上面，和系統(tǒng)正常運行時存在較大差異，應及時調(diào)試和矯正。在開展質(zhì)量控制時，通過美國放射學會（ACR）MRI體模來對均勻度進行檢測時，常用的方法為最值法和調(diào)值法，現(xiàn)階段工作人員在選擇這兩種檢測方法時，還缺乏統(tǒng)一標準，人員以及檢測方法的隨機性會對整理數(shù)據(jù)造成一定難度[3]。本研究通過統(tǒng)計學知識對兩種檢測方法的一致性關系進行了分析，同時探討了兩種方法的不足和優(yōu)勢，臨床選擇提供指導，讓檢測的科學性和穩(wěn)定性提高。

1 一般資料與方法

1.1 一般資料

受體模型選擇ACR磁共振性能測試體模，選擇Siemens MAGNETOM Skyra 3.0T磁共振成像設備，開展相關的檢測工作，選擇自旋回波成像脈沖序列，TE設置為20ms，TR設置為500ms，MATRIX設置為256*256，F(xiàn)OW設置為25cm*25cm，接受帶寬設置為156Hz/pixel，掃描層厚設置為5mm，激勵次數(shù)設置為1。

1.2 方法

掃描前首先應將體模擺放好，而且應靜置5分鐘以上，防止因為晃動導致內(nèi)部溶液運動形成的偽影而影響成像質(zhì)量。在設置好定位像層面后，開始掃描獲得質(zhì)量控制圖像，共11幅，于第七層上檢測均勻度，檢測區(qū)域不能和體模成像圓邊緣靠近，同時能對圖像均勻度進行全面反映。具體的均勻度檢測方法為：

（1）最值法：對第7層掃描層面圖像進行顯示；放置圓形感興趣區(qū)域（ROI），其面積一般為200cm2，進而來對需要測量的均勻度邊界進行確定；對ROI數(shù)據(jù)界面顯示的相關灰度最值進行記錄，并將其作為高低信號值High、Low，然后代入相關公式中對均勻度進行計算。

（2）調(diào)值法：對第7層掃描層面圖像進行顯示；于體模成像區(qū)域中心防止圓形ROI，其面積一般為200cm2，用于對測量區(qū)域范圍進行規(guī)定；將窗寬調(diào)節(jié)到最小，然后將窗位降低，讓體模成像圓表現(xiàn)為高信號所示白色；將窗位緩慢、持續(xù)升高，體模成像圓內(nèi)部在某一時刻會存在一塊暗像素區(qū)域，也就是低信號區(qū)域，如果暗像素區(qū)域不止一個，目標則應選擇最大范圍的區(qū)域。將面積為1cm2的圓形ROI放置在低信號區(qū)域，對內(nèi)部灰度均值進行記錄，將其作為所需低信號值Low；將窗位持續(xù)升高，直到亮像素將要徹底消失，將余下部位作為高信號區(qū)域，對高信號值High進行確定；在相關公式中代入低信號值和高信號值，對均勻度進行計算。

1.3 統(tǒng)計學分析

選擇Bland-Altman圖法來對兩種方法的一致性和差異性進行分析，繪制散點坐標圖，將檢測結(jié)果均值當成橫軸，將差值當成縱軸，用來對兩者間差異和均值的分布關系進行考察。在縱軸上將差一只的均值當成參考線，一致性界限（LoA）為差值的95%分布范圍。

2 結(jié)果

2.1 檢測結(jié)果

最值法的平均耗時為29.28s，調(diào)值法的平均耗時為102.73s。和最值法相比，調(diào)值法的平均耗時更長，但是其均勻度值則更高；具體情況如表1。

表1 均勻度檢測結(jié)果觀察

2.2 Bland-Altman圖法

根據(jù)Bland-Altman圖法，全部數(shù)據(jù)點均處于LoA范圍內(nèi)（2.69,4.48），本文中的n=10，β=0.1，相應的t=1.833，LoA可信區(qū)間為（1.88,5.29），范圍比LoA其本身大，所以全部數(shù)據(jù)點均處于該區(qū)間，表示兩種方法具有比較良好的一致性，能相互替代。

3 討論

在對磁共振成像圖像進行評價時，質(zhì)量控制參數(shù)是非常重要的指標，與診斷價值、圖像質(zhì)量之間的關系非常密切，而選擇合理的檢測方法則是保證參數(shù)值有效性和真實性的關鍵[4]。例如對于性噪比來講，在對其進行評估時，標準和方式較多，NEMA標準所定義的測量方法就有4周，西門子、SFDA/YY標準、FDA/IEC標準等在信噪比方面也有自身特點[5]?；贏CR標準的兩種均勻度檢測方法，雖然本質(zhì)方面不存在較大差異，然而在實際的選擇時也需要認真考慮。

通過比較和分析兩種測量均勻度的方法可知，在實際的應用中兩種檢測方法存在一定的不同：①首先表現(xiàn)為檢測時間，在采用調(diào)值法進行均勻度檢測時，不僅需要進行圓形ROI的繪制，同時還需要對窗位值、窗寬值進行手動調(diào)節(jié)，進而來得到相關的數(shù)據(jù)信息；采用最值法進行均勻度檢測，只需放置圓形ROI；由此可見，和最值法相比較，調(diào)值法的檢測過程相對復雜，耗時更長。②除此之外在檢測值方面，兩種檢測方法也存在一定差異，在開展磁共振質(zhì)量控制時，在檢測隨機噪聲以及共振信號時都是根據(jù)體模成像圖形完成的，而圖像相關信息則是分析和計算參數(shù)檢測的基礎。從理論上分析發(fā)現(xiàn)，上述所提到的噪聲只能對成像系統(tǒng)噪聲進行反應，也就是成像系統(tǒng)在運行期間所形成的隨機的疊加在圖像上的額外信號，而且成像區(qū)域的尺寸或者位置改變并不會讓噪聲值出現(xiàn)變化[6]。但是參數(shù)質(zhì)量控制圖像中的噪聲不能充分反映隨機噪聲，因為在選取ROI時會包括結(jié)構(gòu)噪聲，在對系統(tǒng)噪聲進行反應的同時，也會對其他系統(tǒng)性能狀態(tài)進行反應。選擇最值法檢測參數(shù)均勻度，因為存在該噪聲，在選擇后處理軟件進行ROI繪制時，所獲得的相關數(shù)據(jù)容易存在低估區(qū)域信號值和高估區(qū)域高信號值，但是調(diào)值法選擇小面積區(qū)域信號均值來計算均勻度，因此能讓類似情況減少，均勻度檢測值略高[7]。

本研究中，根據(jù)Bland-Altman圖法，全部數(shù)據(jù)點均處于LoA范圍內(nèi)（2.69,4.48），本文中的n=10，β=0.1，相應的t=1.833，LoA可信區(qū)間為（1.88,5.29），范圍比LoA其本身大，所以全部數(shù)據(jù)點均處于該區(qū)間，表示兩種方法具有比較良好的一致性，能相互替代。在日常質(zhì)量控制中，因為檢測方法和操作人員存在一定的隨機性，進而對分析和整理大數(shù)據(jù)造成一定困難，為了讓磁共振系統(tǒng)時間性能曲線的有效性和穩(wěn)定性得以保證，我們在進行質(zhì)量控制時應該盡量選擇某一種方法，而不是兩種方法頻繁交替使用，而且應盡可能選擇同一工作人員負責質(zhì)量控制工作。

總之，在進行均勻度檢測時，最值法和調(diào)值法能相互代替；前者的過程相對簡單，耗時較短，但是系統(tǒng)噪聲容易對檢測結(jié)果造成影響，后者則具有較高的測量精度；工作人員在臨床應用中可以結(jié)合實際需求選擇最佳的檢測方法，以保證磁共振質(zhì)量。