均匀度检测应用于磁共振质量控制参数中的效果分析

宋 双 ，申洪宪

（1济南市人民医院医疗设备管理科 山东 济南 271100）（2济南市人民医院影像科 山东 济南 271100）

磁共振质量控制是通过合理和科学的方法，在验收设备以及使用期间，周期性检验磁共振设备的性能，及时修复存在的异常问题，让诊断图像的质量得以保证的综合技术[1]。通过质量控制能让磁共振设备良好运行，而检测相关参数则是实现质量控制的有效方式。均匀度是最基本的一项质量控制参数，能对图像上均匀信号强度的偏差进行准确反映，充分体现了MRI系统对体模内相同物质区域的再现效果以及有效区分相邻结构或两区域的能力。分析发现，涡流效应、穿透效应、梯度脉冲校准度、射频线圈质量、射频场均匀性等均会对均匀度造成影响，射频系统中存在的问题以及头部线圈中存在的缺陷也会降低均匀度，进而影响成像结果[2]。当检测结果处于规定标准范围以外时，表示磁共振设备此时在显示图像信号强度的变化程度上面，和系统正常运行时存在较大差异，应及时调试和矫正。在开展质量控制时，通过美国放射学会（ACR）MRI体模来对均匀度进行检测时，常用的方法为最值法和调值法，现阶段工作人员在选择这两种检测方法时，还缺乏统一标准，人员以及检测方法的随机性会对整理数据造成一定难度[3]。本研究通过统计学知识对两种检测方法的一致性关系进行了分析，同时探讨了两种方法的不足和优势，临床选择提供指导，让检测的科学性和稳定性提高。

1 一般资料与方法

1.1 一般资料

受体模型选择ACR磁共振性能测试体模，选择Siemens MAGNETOM Skyra 3.0T磁共振成像设备，开展相关的检测工作，选择自旋回波成像脉冲序列，TE设置为20ms，TR设置为500ms，MATRIX设置为256*256，FOW设置为25cm*25cm，接受带宽设置为156Hz/pixel，扫描层厚设置为5mm，激励次数设置为1。

1.2 方法

扫描前首先应将体模摆放好，而且应静置5分钟以上，防止因为晃动导致内部溶液运动形成的伪影而影响成像质量。在设置好定位像层面后，开始扫描获得质量控制图像，共11幅，于第七层上检测均匀度，检测区域不能和体模成像圆边缘靠近，同时能对图像均匀度进行全面反映。具体的均匀度检测方法为：

（1）最值法：对第7层扫描层面图像进行显示；放置圆形感兴趣区域（ROI），其面积一般为200cm2，进而来对需要测量的均匀度边界进行确定；对ROI数据界面显示的相关灰度最值进行记录，并将其作为高低信号值High、Low，然后代入相关公式中对均匀度进行计算。

（2）调值法：对第7层扫描层面图像进行显示；于体模成像区域中心防止圆形ROI，其面积一般为200cm2，用于对测量区域范围进行规定；将窗宽调节到最小，然后将窗位降低，让体模成像圆表现为高信号所示白色；将窗位缓慢、持续升高，体模成像圆内部在某一时刻会存在一块暗像素区域，也就是低信号区域，如果暗像素区域不止一个，目标则应选择最大范围的区域。将面积为1cm2的圆形ROI放置在低信号区域，对内部灰度均值进行记录，将其作为所需低信号值Low；将窗位持续升高，直到亮像素将要彻底消失，将余下部位作为高信号区域，对高信号值High进行确定；在相关公式中代入低信号值和高信号值，对均匀度进行计算。

1.3 统计学分析

选择Bland-Altman图法来对两种方法的一致性和差异性进行分析，绘制散点坐标图，将检测结果均值当成横轴，将差值当成纵轴，用来对两者间差异和均值的分布关系进行考察。在纵轴上将差一只的均值当成参考线，一致性界限（LoA）为差值的95%分布范围。

2 结果

2.1 检测结果

最值法的平均耗时为29.28s，调值法的平均耗时为102.73s。和最值法相比，调值法的平均耗时更长，但是其均匀度值则更高；具体情况如表1。

表1 均匀度检测结果观察

2.2 Bland-Altman图法

根据Bland-Altman图法，全部数据点均处于LoA范围内（2.69,4.48），本文中的n=10，β=0.1，相应的t=1.833，LoA可信区间为（1.88,5.29），范围比LoA其本身大，所以全部数据点均处于该区间，表示两种方法具有比较良好的一致性，能相互替代。

3 讨论

在对磁共振成像图像进行评价时，质量控制参数是非常重要的指标，与诊断价值、图像质量之间的关系非常密切，而选择合理的检测方法则是保证参数值有效性和真实性的关键[4]。例如对于性噪比来讲，在对其进行评估时，标准和方式较多，NEMA标准所定义的测量方法就有4周，西门子、SFDA/YY标准、FDA/IEC标准等在信噪比方面也有自身特点[5]。基于ACR标准的两种均匀度检测方法，虽然本质方面不存在较大差异，然而在实际的选择时也需要认真考虑。

通过比较和分析两种测量均匀度的方法可知，在实际的应用中两种检测方法存在一定的不同：①首先表现为检测时间，在采用调值法进行均匀度检测时，不仅需要进行圆形ROI的绘制，同时还需要对窗位值、窗宽值进行手动调节，进而来得到相关的数据信息；采用最值法进行均匀度检测，只需放置圆形ROI；由此可见，和最值法相比较，调值法的检测过程相对复杂，耗时更长。②除此之外在检测值方面，两种检测方法也存在一定差异，在开展磁共振质量控制时，在检测随机噪声以及共振信号时都是根据体模成像图形完成的，而图像相关信息则是分析和计算参数检测的基础。从理论上分析发现，上述所提到的噪声只能对成像系统噪声进行反应，也就是成像系统在运行期间所形成的随机的叠加在图像上的额外信号，而且成像区域的尺寸或者位置改变并不会让噪声值出现变化[6]。但是参数质量控制图像中的噪声不能充分反映随机噪声，因为在选取ROI时会包括结构噪声，在对系统噪声进行反应的同时，也会对其他系统性能状态进行反应。选择最值法检测参数均匀度，因为存在该噪声，在选择后处理软件进行ROI绘制时，所获得的相关数据容易存在低估区域信号值和高估区域高信号值，但是调值法选择小面积区域信号均值来计算均匀度，因此能让类似情况减少，均匀度检测值略高[7]。

本研究中，根据Bland-Altman图法，全部数据点均处于LoA范围内（2.69,4.48），本文中的n=10，β=0.1，相应的t=1.833，LoA可信区间为（1.88,5.29），范围比LoA其本身大，所以全部数据点均处于该区间，表示两种方法具有比较良好的一致性，能相互替代。在日常质量控制中，因为检测方法和操作人员存在一定的随机性，进而对分析和整理大数据造成一定困难，为了让磁共振系统时间性能曲线的有效性和稳定性得以保证，我们在进行质量控制时应该尽量选择某一种方法，而不是两种方法频繁交替使用，而且应尽可能选择同一工作人员负责质量控制工作。

总之，在进行均匀度检测时，最值法和调值法能相互代替；前者的过程相对简单，耗时较短，但是系统噪声容易对检测结果造成影响，后者则具有较高的测量精度；工作人员在临床应用中可以结合实际需求选择最佳的检测方法，以保证磁共振质量。