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磁共振相关参数之导出参数

admin 发表于 2020-9-10 21:51:01 | 显示全部楼层 |阅读模式 [复制链接]
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来源微信公众号:磁共振之家

前几期内容介绍了磁共振参数中的硬件相关参数、组织固有参数,本期主要介绍初级参数(一级参数)及导出参数(二级参数)。
对于磁共振操作者而言,提高图像质量和加快扫描速度是我们一直追求的目标,没有最好,只有更好!如果说扫描速度主要由硬件决定的话,那么图像质量的好坏是由设备性能、扫描参数、技师水平及患者配合共同作用的结果。所以在硬件条件有限的情况下,如果想提升图像质量最简单粗暴的办法就是根据患者的实际情况及临床需求优化扫描参数。
磁共振的扫描参数众多,各参数间相互影响,只有深刻认识这些参数及含义才能更灵活的运用于实际临床扫描工作中。简单来讲可将这些参数划分为初级参数和导出参数两大类。
初级参数
即是扫描界面可见且操作者可自定义的参数,如常见的回波时间、重复时间、带宽、层厚、层间距等一些基本参数。这些最基本的参数在前面几期的文章中已做详细的介绍,在此不再讨论。
导出参数
即是操作者不可自定义,其由初级参数所导出的参数,如成像时间、分辨率、对比度、信噪比、图像均匀度等。临床工作中常通过这些导出参数来评价图像的好坏(主观评价和客观评价),所以提高图像质量的本质可以理解为是通过优化初级参数来提升导出参数的过程。下面介绍几个与图像质量密切相关的导出参数。

关于图像对比度
对一幅图像对比度评判常常是通过观察者的主观感受进行评价(也可进行客观评价)的。与图像对比度相关的参数有TE、TR、FA、TI、滤波等。那么如何才能获取对比度更好的图像?
1.深入认识各图像权重本质的,熟悉各参数(如TE、TR、TI、FA等)对图像权重的影响。
以自旋回波为例,由磁共振信号公式:
S自旋=ρL(TR/T1)*T(T2/TE)f(v)
S自旋:自旋回波信号
ρ:质子密度
L(TR/T1)=1-e-TR/T1
T(T2/TE)= e-TE/T2
f(v):与流体相关的方程
可知TR控制T1权重,TE控制T2权重,L(TR/T1)=1-e-TR/T1
和T(T2/TE)= e-TE/T2这两个函数分别描述了组织的T1恢复曲线与T2下降曲线的信号特点。
图a   TR=200ms ,TE=13ms        图b  TR=500ms ,TE=13ms        图c   TR=800ms ,TE=13ms
由上图可看出,不同的TR值对权重的影响。
2.正确认识个疾病的病理特点及各组织自身特性。
影响图像对比度的因素主要有内源性因素和外源性因素,在成像过程中只有一方面尽可能的去增加某一对比,另一方面尽可能的去削弱其他对比,从而获取最佳的图像对比。
内源性因素:是人体自身组织结构及疾病病理特点,客观存在的,无法人为改变与控制的,如T1、T2弛豫时间、质子密度等。
外源性因素:与组织的自身结构无关,可以人为的改变与控制的,可以根据临床需求改变特定的初级参数而获得想要的组织结构对比度图像,如改变TE、TR、反转角、B值等参数,这也是我们磁共振研究的重点。通过改变参数突出某一对比度,减弱其他对比度,获得某种权重的对比度图像。
3.合理使用对比剂(如增强后病变与正常组织对比增加)和选择恰当的时相获取图像(如动脉晚期比动脉早期能更好的显示肝脏小结节)。

关于信噪比
信噪比顾名思义就是信号与噪声的比值。信噪比与众多初级参数相关,如主场场强、扫描线圈、扫描时间、层厚、激励次数等。
1.需要指出的是在其界面显示的信噪比并非绝对信噪比而是相对信噪比。
在改变初级参数时引起的变化只能作为参考,而不能作为标准,应特别注意。
如上图,在调整初级参数后,界面显示的相对信噪比为70% ,但其信噪比与调整之前相比改变的并不明显。
2.不要一味的为了增加信噪比而过度的改变某些初级参数,这样反而会导致图像质量的下降(如过度的减小带宽去增加信噪比,在前面文章中介绍过带宽(接受带宽)指的是在频率编码方向上的频率范围。从另一个角度理解就是带宽的倒数为频率编码方向上每个点的采集时间(驻点时间)。虽然信噪比与接受带宽的平方根呈反比,窄带宽可以增加信噪比,但带宽变窄会影响最短TE值,回波间隔(ESP),过度的减小带宽会引起图像的模糊及相应伪影。同时带宽越窄,化学位移伪影越重(可以根据拉莫尔公式计算其偏移像素数))。所以每在改变某初级参数时应综合考虑对其他初级参数和导出参数的影响。

关于分辨率
分辨率即是分辨不同组织间的能力。与分辨率相关的参数有FOV、矩阵、层厚等。虽然在界面上可见的初级参数与分辨率相关的似乎只有那么几个,但其远远不止。
1.回波链对分辨率的影响
回波链看似只对成像时间产生影响,并不会对分辨率产生什么影响,但其实不然。虽然长回波链会减少扫描时间,但回波链的延长会引起TE值的延长(下图回波链16与20的区别)。
回波链延长会导致回波间隔的增加,从而会引起图像模糊,导致图像分辨率的降低。同时长回波链也会降低图像的信噪比。同样,接收带宽也会对分辨率产生类似的影响。
2.频率编码矩阵对分辨率的影响
按常理将,只要保证足够的信噪比,频率编码数越大,则图像的分辨率会越高,但事实并非如此。频率编码矩阵增大会导致了回波间隔的变化,其改变了相同回波链时信号采集的时间跨度,回波间隔变长导致图像模糊,对比度变差,分辨率降低。

通过以上对初级参数和导出参数的简单介绍,再次验证了磁共振参数间的相互制约和相互影响。在调整初级参数的同时,或多或少的会一起其他初级参数的变化。实际扫描中,应权衡利弊,在各参数间去寻求一个平衡点。

参考文献
T. Moritani, S. Ekholm, P. L. Westesson. 脑磁共振扩散加权成像[M]. 人民军医出版社, 2015.
杨正汉, 冯逢, 王霄英. 磁共振成像技术指南[M]. 人民军医出版社, 2007.
靳二虎, 蒋涛, 张辉. 磁共振成像临床应用入门(第2版)[J]. 中国临床医生杂志, 2015(4).
B.Kastler. 深入了解MRI基础[M]. 人民军医出版社, 2012.

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