浅谈对医用磁共振成像系统的计量性能进行检测的重要性

肖纲

云南省计量测试技术研究院 (昆明 650028)

浅谈对医用磁共振成像系统的计量性能进行检测的重要性

肖纲

云南省计量测试技术研究院 (昆明 650028)

本文将结合医用磁共振成像系统(MRI)在医学影像学的临床应用，浅谈对其所具有的关键计量性能及指标进行检测的重要性。

医用磁共振成像系统 计量性能 检测 重要性

医用磁共振成像系统(MRI)，是继CT后医学影像学的又一重大进步。自上世纪80年代应用以来，它以极快的速度得到发展。其基本原理是：将人体置于特殊的磁场中，用无线电射频脉冲激发人体内氢原子核，引起氢原子核共振，并吸收能量，在停止射频脉冲后，氢原子核按特定频率发出射频电信号，并将吸收的能量释放出来，被体外的接受器收录，经电子计算机处理获得图像。

MRI提供的信息量不但大于医学影像学中其他许多成像术，而且不同于已有的成像术，它可以直接作出横断面、矢状面、冠状面和各种斜面的体层图像，不易产生CT检测中的伪影；不需注射造影剂；无电离辐射，对机体没有不良影响。另外，因为MRI是一种非介入探测技术，相对于X-射线透视技术和放射造影技术，MRI对人体没有辐射影响，而且，相对于超声探测技术，核磁共振成像更加清晰，能够显示更多细节。所以，MRI对检测脑内血肿、脑外血肿、脑肿瘤、颅内动脉瘤、动静脉血管畸形、脑缺血、椎管内肿瘤、脊髓空洞症和脊髓积水等颅脑常见疾病非常有效，同时对腰椎椎间盘后突、原发性肝癌等疾病的诊断也很有效。因此，从医学影像学的角度而言，在临床上，它对各种疾病的检查和诊断明显表现出了其他一般性的医学影像诊断设备无可比拟的安全性和优越性。

MRI作为医院用于病患检查的医学影像设备的同时，从计量法的规定上来界定，它又属于纳入依法检定的医用计量器具。所以，不管是从用于临床医学影像诊断的角度而言，还是从法律法规的层面而论，为了保障MRI在对病患进行检查时，所呈现图像的清晰度、分辨力和测量数据时的准确性，以及磁场中无线电射频脉冲对人体的安全性等，对其进行计量性能的检测就显得尤为必要和重要。

由此，从MRI自身的结构组成及成像原理入手，并结合临床医学影像学对病患进行诊断时所需成像图像的各方面要求，笔者认为有必要对MRI系统就磁场强度、信噪比、图像均匀性、空间线性、空间分辨力、低对比度分辨力及层厚这七个计量指标进行相应的计量性能检测。

下面笔者将分别对以上7个涉及MRI系统计量指标进行检测的重要性做个详细的阐述：

(1)首先我们从MRI的重要组成部分——磁体来看，其在对病患进行检查时，施加在病人外部的磁场，其强弱大小及准确性不仅直接影响到计算机图像显示及分析系统呈现诊断数据的可靠性，而且也对受检患者自身的安全和身体健康产生直接或间接的影响。虽说MRI系统在安全性能上已经很优于传统的X-射线透视技术和X射线断层成像技术(CT)了，但科学家研究发现，当人体处于恒定的强磁场中，人的神经系统会受到抑制，兴奋度会随之降低，继而就会表现出心跳减慢、血压下降、呼吸困难等诸多不适症状。而且，科学家们还表示，尽管目前他们尚未研究清楚这样的磁场对神经及大脑的危害是否会随时间和量的增加而累积起来，但是，根据目前所获得的研究结果来看，并不能完全排除这种危害累积的可能性。所以说，对其磁场强度及准确性进行检测就显得至关重要。

(2)图像的信噪比指图像的信号强度与噪声强度的比值。图像固有信噪比来自小区域的信号与热运动产生电子噪声的比，当噪声主要来自成像物体时，信噪比与静磁场成正比。如果信噪比水平超标，表示该设备在对病人进行检查时诊断数据的重复性不好，在影像上容易出现干扰病灶判断的伪影，继而容易导致对病患的误诊。

(3)图像的均匀度是指MRI系统在扫描区内对MRI特性均匀的物质产生均匀信号响应的能力。如果扫描区域内的均匀度不好，甚至大幅超标，那么在诊断图像上便容易产生无病灶为有病灶或有病灶为无病灶，以及对病灶组织学上的误诊。(4)图像的线性度又称几何畸变。畸变指物体图像的几何形状或位置的改变，它体现了MRI系统的计算机成像部分重现物体几何尺寸准确度的能力。图像的线性度一旦不好，会造成所得图像有几何扭曲，使其不能真实反映成像物体的几何结构，致使对病灶几何结构的测量数据不准确，从而直接导致后期治疗时所采取的方法、手段及用药剂量的不准确。

(5)层厚是成像层的灵敏度剖面线的最大半宽(FWHM)。层厚作为MRI系统的一个重要参数，它的准确与否，同样直接影响着对病患检查时诊断数据测量的准确性。根据已有的同样是医学影像诊断设备的X射线断层成像技术(CT)的层厚检定要求，结合MRI系统自身的特点，我们一般要求层厚的误差不应大于标称值的20%。(6)空间分辨力是反映MRI系统在高对比度下对微小物体的分辨能力。在MRI扫描图像具有较高空间分辨力的情况下，医生能更容易检测出微小或相距甚微的物体，这样，在对病患进行诊断时就不易漏掉那些微小的病灶，对早期微小病灶的发现也有着非常重要的意义，不至于造成漏诊、误诊。

(7)低对比分辨力是一个反映MRI设备分辨信号强度大小相近物体的能力的计量指标，也被视为MRI设备的灵敏程度，是MRI重要的质量评价参数。在临床医学上，对一些中早期病变的判断及诊断具有很重要的价值。在MRI系统中，通过特定的射频频率激发人体组织，使其产生弛豫过程，而早期病变组织与正常组织的这一过程所需要的时间比较接近，成像设备灵敏度高则能反映出它们的差异，如果灵敏度低则会造成病变组织和正常组织仍然融为一体无法分辨。

综上所述，为了充分保障病患在进行MRI检查时的安全性和诊断数据的准确性，以及后期依据诊断结果所开展治疗时的各项合法权益， 笔者认为，对医用磁共振成像系统(MRI)的以上计量指标依法开展定期的计量检测是非常必要且至关重要的。

Shallow Talking Importance of Metrological Performance Measurement for Medical Magnetic Resonance Imaging

XIAO Gang
Yunnan Institute of Metrology And Testing Technology (Kunming 650028)

This paper combines medical Magnetic Resonance Imaging in system of medical imaging clinical application, shallow talking importance of the key to metrological performance measurement for medical Magnetic Resonance Imaging.

medical magnetic resonance imaging,metrological performance,measurement,importance

1006-6586(2011)04-0053-02

：R197.39

：B

2011-01-28

肖纲，工程师