低场MRI：设备基于大视野的快速扫描探讨

【作 者】丁长青，许若峰，谢光彤，张成彬，王琛

江苏省丰县人民医院，江苏省，徐州，221700

现阶段国内核磁共振（MRI）在区县级医院仍以低场强为主，其成像速度、图像对比度及伪影是工作中经常困扰诊断的问题[1]。鉴于磁共振磁共振是一个多参数多序列的成像设备，作者认为诸多参数之间可能存在一个最佳结合点，找到此结合点并优化组合能显著提高扫描速度，且图像质量也可得以保证。2008年1月～2011年12月对我院0.35TMRI设备的多个序列参数进行了一系列优化，计受检者28000余例，取得了较好效果，现总结如下。

1 各检查部位具体参数优化方法

我们以SE及FSE序列为例，在全身各部位主要扫描组合参数见表1。

表1 全身主要部位SE及FSE序列参数组合方法Tab.1 The parameters combination method of SE and FSE sequence in main body parts

2 结果

由本科2位高年资医师及相关专科医师共同分析，主要从信噪比和空间分辨率评价图像质量，重点评价图像质量能否达到诊断要求。所有阅片者认为优化后序列信噪比及空间分辨率适中，图像质量均能达到诊断要求。综合评价主要有以下优缺点。

(1) 每个序列扫描时间明显缩短至原来的1/4～1/2，一个工作日（7 h）从原来的15人次增加至30余人次。

(2) 由于扫描快，总体伪影明显减少，扫描成功率高，序列重新扫描率从原来的2%下降至3‰以下。

(3) 由于采用大视野扫描，累及超过2万例图像可显示常规视野不能看到的病变（其中有必要采取进一步治疗的良恶性病变超过5000例），因此性价比提高。

(4) 由于采用薄层（主要见于矢冠状位）扫描，同样层数获得的扫描区域较常规稍小，但一般结合厚层轴位和扫描靶位置仍可获得需要的诊断信息。

(5) 由于视野较大，尤其见于矢冠状位（视野上下区域多超过线圈上下长度），图像上下端有时信噪比稍低，有时上下两端中央成像稍多、边缘成像稍少的弧形图像（主要见于视野60 cm左右的体部矢冠状位图像），均可通过放大图像除去不佳部分，扫描范围仍较大，性价比仍高。

3 讨论

3.1 参数优化的理论基础

观察视野（field of view；FOV）表示图像从一侧到对侧的水平或垂直距离。象素尺寸为FOV与矩阵之比，FOV增大，每个象素中可产生信号的质子数增加，因而信噪比（signal to noise ratio；SNR，用于描述实际信号和混杂随机噪声的相对分布）提高。一种常用于改善SNR的方法是对多次测量到的信号加以平均，随机过程将互相抵消。提高SNR的基本措施是提高信号强度和降低噪声强度。软组织中质子密度较平均，因此提供质子的数目取决于体素的的大小，增大体素可增加信号强度。扫描中层厚越厚，采样率低，则体素越大；层面薄，增加采样率，体素变小，空间分辨率提高，SNR降低。SNR与成像和硬件的关系为：SNR∝DxDyNEX1/2d÷(NfNpBW)1/2，其中DxDy为观察野，NEX（number of excitation）为激励次数，d为层厚，NfNp为频率编码和相位编码次数，BW为接受带宽。因此，若要提高信噪比，可采取增大FOV和层厚，降低频率编码和相位编码次数及带宽。NEX正比于NEX和相位编码像素值n的平方根。NEX与扫描时间关系：基本2D扫描时间=TR×相位编码×NEX，从4降到1扫描时间明显减少，SNR下降，空间分辨率增加，运动伪影减少[2-4]。因此，理论上，较大视野、较薄层厚、小激励次数（NEX=1或2）的组合方案图像信噪比及空间分辨率适中，且扫描时间明显缩短。

3.2 研究背景及意义

本研究所采用线圈均为有一定空间的硬质线圈，部分扫描序列设计中的视野已超过线圈长度。已往很少有用较大FOV，可能是由于多采用水模进行序列研究及测试的。水模长度有一定距离限制，而人体具有连续性，因此基于大视野快速成像在人体实验更具有意义。

本研究提示，在FOV、NEX和层厚之间存在最佳结合点，按照此结合点优化组合可显著缩短扫描时间，同时图像质量有提高，移动等伪影减少。对磁共振不同参数优化配置旨在引起国内众多低场磁共振设备生产厂家和使用者注意，对磁共振不同参数配置的研究起到抛砖引玉的作用，从而更合理解决临床和科研的实际问题[5]。

低场MRI快速扫描的意义：扫描速度快，病人移动伪影减少，扫描成功率高；减少病人等待检查时间，为及时施治提供时间；增加检查流量，为医院多创造效益，为技师及诊断医生减少加班时间。矢冠状位大视野扫描的意义：增加视野，可多显示邻近组织，增加信息量，更有利于诊断，有助于多发现病变，有利于提升MRI设备的临床应用价值。

[1] 张勇, 程敬亮, 李华丽, 等. M R I的运动和流动伪影的形成与抑制技术[J]. 中国医疗器械杂志, 2009, 33(2): 116-119.

[2] 雷福章, 张台平. 磁共振技术参数与影像信号的探讨[J]. 中国医学影像技术, 2003, 19(9): 1241.

[3] 胡军武, 冯定义, 邹明丽. MRI应用技术[M]. 武汉: 湖北科学技术出版社, 2003

[4] 邹文, 金德勤, 高利臣. 磁共振图像质量控制及参数的优化选择[J]. 中国医疗设备, 2008, 23(3): 51-53.

[5] 韩鸿宾. 掌握磁共振成像序列设计, 合理科学运用MR技术解决临床与科研工作中的实际问题[J]. 中国医学影像技术, 2004,20(7): 979-980.