低場MRI：設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

江蘇省豐縣人民醫院，江蘇省，徐州，221700

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

1 各檢查部位具體參數優化方法

我們以SE及FSE序列為例，在全身各部位主要掃描組合參數見表1。

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

2 結果

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

(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，同樣層數獲得的掃描區域較常規稍小，但一般結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 參數優化的理論基礎

觀察視野（field of view；FOV）表示圖像從一側到對側的水平或垂直距離。象素尺寸為FOV與矩陣之比，FOV增大，每個象素中可產生信號的質子數增加，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。軟組織中質子密度較平均，因此提供質子的數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與成像和硬件的關系為：SNR∝DxDyNEX1/2d÷(NfNpBW)1/2，其中DxDy為觀察野，NEX（number of excitation）為激勵次數，d為層厚，NfNp為頻率編碼和相位編碼次數，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（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線圈，部分掃描序列設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合點，按照此結合點優化組合可顯著縮短掃描時間，同時圖像質量有提高，移動等偽影減少。對磁共振不同參數優化配置旨在引起國內眾多低場磁共振設備生產廠家和使用者注意，對磁共振不同參數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，為醫院多創造效益，為技師及診斷醫生減少加班時間。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，有助于多發現病變，有利于提升MRI設備的臨床應用價值。

[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[J]. 中國醫療器械雜志, 2009, 33(2): 116-119.

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

[3] 胡軍武, 馮定義, 鄒明麗. MRI應用技術[M]. 武漢: 湖北科學技術出版社, 2003

[4] 鄒文, 金德勤, 高利臣. 磁共振圖像質量控制及參數的優化選擇[J]. 中國醫療設備, 2008, 23(3): 51-53.

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