磁共振波譜技術的質(zhì)量控制和應用要點(1)

1、    磁共振波譜技術的質(zhì)量控制和應用要點(1)    】 目的 觀察波譜空間定位和掃描參數(shù)對圖像質(zhì)量的影響，并初步小結應用點。方法 對65例頭顱檢查的受檢者行磁共振波譜掃描，有目的地改變感興趣區(qū)域（ROI）的位置、大小和其他參數(shù)設置（FOV、頻率矩陣、相位矩陣、預飽和帶等），記錄預掃描后系統(tǒng)顯示的半高寬、水抑制程度等數(shù)值，并對掃描后顯示的圖像質(zhì)量進行初步評價，探討這些數(shù)值與波譜質(zhì)量之間的關系。結果 65例患者中有60例波譜譜線形態(tài)較好，代謝物峰值位置正常；5例譜線形態(tài)變形，波峰漂移較大。記錄的結果數(shù)據(jù)中：半高寬5

2、23，水抑制級別9299。譜線形態(tài)較好的60例中，半高寬均在系統(tǒng)提示的范圍內(nèi)；5例譜線差的半高寬為7、9、16和23，水抑制級別為95、96、97。結論 獲得高質(zhì)量的波譜，需較高的磁場均勻度，而半高寬是反映均勻度的一個重指標。只有盡一切技術手段使得半高寬在系統(tǒng)提示的范圍之內(nèi)，才有可能獲得好的譜線。        【關鍵詞】 磁共振波譜學；半高寬；質(zhì)量控制        Quality control and main technique

3、s in MRS technology        【Abstract】 Objective To explore the effects on images from the space location of spectrum and scanning parameters'and summarize the technological essential and application hints.Methods 65 patients were scanned in brain with magn

4、etic resonance spectroscopy'the location and the size of region of interesting （ROI） and other scanning parameters values （FOV'frequency matrix'phase matrix'saturate cingulum'etc.） were changed intentionally'the values of full width at half maxium and water suppression lever

5、were recorded.A preliminary evaluation of the resulted waves and the relationship between the parameters data and the quality of the MRS waves were probed.Results Of the 65 cases'60 were with better shape of wave lines and metabolite peak positions'5 with aberrant lines and shifted peaks.Amo

6、ng the recorded data: the range of full width at half maxium value was 523'water suppression level was 9299.In the 60-case group'all those full width at half maxium values were in the given range of the system'on the contrast'in the 5-case group full width at half maxium values were

7、7'9'16 and 23'and water suppression levels were 95'96'97.Conclusion High-quality wave spectrum depends on high uniformity of magnetic field.The value of full width at half maxium is an important factor that reflects the uniformity of magnetic field.Good wave spectrum lines only c

8、ould be acquired with all those techniques which ensure the value of full width at half maxium to be within the given range of the system.    【Key words】 magnetic resonance spectroscopy; full width at half maxium;quality control        磁共振波

9、譜（magnetic resonance spectroscopy'MRS）是一種非侵入方式顯示組織代謝物質(zhì)的含量并以譜線的形式反映其含量的技術，這些譜線所提供的信息有助于做出定量分析和定性診斷。MRS利用核磁共振中的化學位移和自旋耦合現(xiàn)象使含有同一種原子核的不同化合物中的不同分子集團在頻率軸的不同位置被分別表現(xiàn)出來，它們構成了譜線的精細結構。目前利用MRS已經(jīng)對多種原子核進行過測定并都已在臨床上取得了一定的進展，不僅顱腦，在肝、肌肉及前列腺中也有應用，其中1H-MRS應用最多15。        影響波譜

10、圖像質(zhì)量的因素很多，但只有正確精細的譜線才能準確地反映組織中代謝物的含量，否則就會使其反映的效果收之甚微，甚至誤導診斷。因此，如何提高波譜圖像的質(zhì)量，使其對早期病變檢出及對病變的范圍及邊緣做出準確判斷，顯得尤為重。        1 資料與方法        1.1 一般資料 本組65例中男37例，女28例。年齡173歲，平均35.1歲。    1.2 方法 采用GE公司的Signal MR/I

11、Echo Speed 1.5T磁共振儀，對所有患者做多體素1H-MRS采集，使用標準頭部線圈作為共用的發(fā)射和接收線圈，采集序列為PRESS序列，選擇一個能很好地反映感興趣組織的方位進行定位，可以是標準軸位、矢狀位或冠狀位，對那些周圍組織復雜的感興趣區(qū)（ROI）甚至可做斜位定位，同時采用飽和技術。根據(jù)ROI區(qū)域組織的大小來確定ROI的大小和矩陣的大小，組織越大，ROI越大，矩陣越??；組織越小，ROI越小，矩陣越大。在預掃描后記錄系統(tǒng)給出的半高寬及水抑制級別，數(shù)據(jù)采集完畢后由工作站軟件對采集的數(shù)據(jù)進行后處理及分析，并做出評價。    2 結果 &#

12、160;      數(shù)據(jù)處理結果顯示，65例患者中有60例波譜譜線較好，代謝物峰值位置正常，可以用于臨床診斷；還有5例譜線起伏及波峰漂移較大，質(zhì)量較差。記錄的數(shù)據(jù)結果中，半高寬值為523，水抑制級別值為9299。譜線較好的60例中，其半高寬都在系統(tǒng)建議的范圍內(nèi)，本系統(tǒng)建議多體素MRS的半高寬最大值為10；5例譜線差的半高寬為7、9、16和23，水抑制級別為95、96、97。在ROI范圍中包含有空氣、顱骨等物質(zhì)，或者在顱底定位時，半高寬值往往偏大，常在1117甚至達到20以上，含水多的地方其水抑制級別也較低，影響譜線的質(zhì)量和分析。經(jīng)過反

13、復的調(diào)整定位和ROI，并選擇性地運用飽和技術，甚至直接進行手動勻場，其半高寬值會發(fā)生改變，甚至會降到57，這樣就會大大地改善譜線質(zhì)量。        3 討論        3.1 MRS圖像質(zhì)量的決定因素 與MRI圖像一樣，MRS圖像的質(zhì)量主也是由信噪比和分辨率決定的。（1）影響MRS信噪比的因素：MRS檢測的信號強度與所測組織內(nèi)原子核的自然豐度和核的濃度及其固有敏感度有關。磁場強度：磁場強度越高，信號越強。MRS的敏感性與磁場強度的

14、2/3次方成正比，場強越高，敏感性和分辨率越高。ROI：ROI的信號強度與所檢測到的核的數(shù)量成正比，增大ROI可提高信噪比。信號采集次數(shù)：增加采集次數(shù)使信號通過累加而增強，噪聲被平均而分散。累加次數(shù)增加n次，信噪比增加n/2倍，但檢查時間相應延長。（2）影響MRS分辨率的因素：所測原子核化學位移的范圍?；瘜W位移越寬則分辨率越高。磁場在空間上均勻，在時間上穩(wěn)定。均勻的磁場是活體研究獲得高分辨率波譜的必條件。磁場的均勻性越好，則半高寬越窄，因此可用最大半高寬（FWHM）來表示磁場的均勻性。本組65例病例中由于磁場強度由設備本身決定，是固定不變，考慮到檢查時間的因素，信號采集次數(shù)由實驗者統(tǒng)一設定，因

15、此影響信噪比的主是ROI的大?。欢艌龅木鶆蛐噪m然依靠設備自身自動調(diào)節(jié)，但主還是跟ROI范圍內(nèi)的組織成分相關。從本次研究中可以發(fā)現(xiàn)，譜線較好的60例其ROI都很好地避開了空氣和顱骨，而譜線差的5例ROI中都含有顱骨。因此ROI的定位在MRS中非常重。            作者:陳建，王葦，何玲，袁紅梅，杜先懋，李澄【摘】目的觀察波譜空間定位和掃描參數(shù)對圖像質(zhì)量的影響，并初步小         本

16、篇論文是由3COME文檔頻道的網(wǎng)友為您在網(wǎng)絡上收集整理餅投稿至本站的，論文版權屬原作者，請不用于商業(yè)用途或者抄襲，僅供參考學習之用，否者后果自負，如果此文侵犯您的合法權益，請聯(lián)系我們。            3.2 MRS圖像質(zhì)量的控制        3.2.1 操作控制 MRS譜線的半高寬主受原子核自然半高寬及磁場的均勻度影響，ROI內(nèi)磁場的均勻度越高，所得譜線的半高寬越小。從本組病例所得到的M

17、RS圖像中可以看出，若掃描后的半高寬最大值超過系統(tǒng)給定的標準，則會對波譜掃描曲線的精確性產(chǎn)生較大影響，可能出現(xiàn)下列結果：（1）化學物質(zhì)的峰線過寬，導致波譜分析的結果不精確；（2）波譜曲線的基線呈明顯的鋸齒狀，說明波譜的噪聲比較大；（3）波譜曲線的基線呈現(xiàn)左高右低的傾斜狀，有時會累及膽堿及肌酸的尖峰，說明波譜曲線受水及其他物質(zhì)的污染；（4）整個波譜曲線呈現(xiàn)雜亂無章的鋸齒狀線，沒有任何化學物質(zhì)的尖峰，這種情況的分析比較復雜，其原因較多，但絕大多數(shù)都可表現(xiàn)為半高寬過大。本組病例中較差的5例譜線，都分別出現(xiàn)有峰線過寬、基線不穩(wěn)甚至雜亂無章的現(xiàn)象，即使在60例好的譜線中也有3例出現(xiàn)了峰線過寬的現(xiàn)象?？偨Y

18、發(fā)生上述現(xiàn)象的原因如下：（1）掃描定位不準確，感興趣區(qū)與顱骨內(nèi)板、骨棘、脂肪成分、硬膜緊密相連或包含這些成分；（2）磁場的均勻性較差；（3）射頻中心頻率漂移。為了避免這些情況的發(fā)生，并確保半高寬在范圍內(nèi)，可著手于以下幾個方面：（1）患者的配合。多體素采集每次檢查時間長，患者的移動將會影響整個數(shù)據(jù)的采集。因此在檢查之前一定囑咐患者在整個檢查過程中務必保持一個體位，必時可在患者的頭顱兩側塞填海綿墊以固定。（2）參數(shù)的設定。頻率矩陣、相位矩陣、FOV、層厚以及采集次數(shù)，這些都會影響到分辨率和信噪比，但兩者不可兼得6，7，應根據(jù)病變部位的大小選擇合理的參數(shù)設定。筆者的經(jīng)驗是組織越大，ROI越大，矩陣越

19、??；組織越小，ROI越小，矩陣越大。（3）定位技術。前面已經(jīng)討論過ROI的選擇是獲得高質(zhì)量MRS的關鍵。筆者利用三平面定位技術，即選擇一個好的方位MRI圖像來定位，其他兩個方位的MRI圖像作為參考，從而可以很好地避免空氣及骨骼的影響。        3.2.2 技術的選擇 在選擇定位時，原則上ROI區(qū)太小，所得信號相對較低；反之，ROI區(qū)過大，則易受所測組織之外脂肪、骨骼及空氣的污染，這樣會導致如圖1a所示的ROI邊緣模糊及信號丟失，致使譜線變形。因此本組病例中60例好的譜線在定位時都使用了一種特殊技術，即可選擇性

20、飽和帶技術。圖1b即為使用了可選擇性飽和帶技術后的效果。而5例差的譜線其ROI包含有脂肪、骨骼等組織，且完全沒有使用可選擇性飽和帶技術?？臻g飽和帶將RF脈沖發(fā)送到FOV內(nèi)部或外部的選定位置，從而使該處的原子核子達到飽和并消除不必的細胞核信號?？臻g飽和帶脈沖是在選層脈沖之前應用的90°RF脈沖，受飽和帶脈沖影響的組織沒有時間充分恢復，因此，也就沒有或只有少量從這些組織激活的縱向磁化，從而也就不會生成信號或只有少量信號。飽和帶脈沖可明確以圖形方式應用于任一方向或全部六個方向，飽和帶脈沖的位置和厚度可根據(jù)需自己選擇，輸入的飽和帶位置規(guī)定了飽和帶脈沖的前緣。飽和帶范圍可以在掃描容量的內(nèi)部或外

21、部進行規(guī)定。如圖2a、圖2b分別為使用了飽和帶脈沖的定位圖和波譜圖，圖2c、圖2d則是沒有使用飽和帶脈沖的定位圖和波譜圖。需考慮的是，空間飽和帶脈沖將增加向患者發(fā)射的RF并增加SAR，特別是對于多個平面內(nèi)的飽和脈沖或傾斜的飽和脈沖。這將減少每個TR所允許的切片總數(shù)。一般而言，如果TR除以切片數(shù)目得出的值150ms，飽和脈沖可能無效。 3.2.3 特定技術的應用 具備MRS技術的磁共振儀，對整個磁場的均勻度求比較高，當確定ROI后需再進一步對ROI進行勻場。方法是通過逐步調(diào)整X、Y、Z三個軸的梯度線圈內(nèi)的電流，使其產(chǎn)生的FID衰減達到最慢。波譜的信噪比和分辨率部分決定于譜線半高寬，譜線半高寬受原

22、子核自然半高寬及磁場均勻度的影響，內(nèi)磁場的均勻度越高，半高寬越小，基線越平整光滑。1H-MRS用水峰的最大半高寬來表示磁場的均勻性。抑水是專用于質(zhì)子波譜的技術，波譜的信號強度與所測物質(zhì)的濃度成正比。本次研究的代謝產(chǎn)物含量都非常低，只有約120mmol，人體組織含有大量含H的化合物，水的濃度是其他代謝產(chǎn)物的10000100000倍，因此如果不采取一定的抑制措施，代謝產(chǎn)物的共振峰會被淹沒。故1H-MRS需抑水2，8，9。新一代的磁共振儀都具有自動勻場和抑水功能。        總之，只有細致耐心地做好每一個環(huán)節(jié)，才能控

23、制好磁共振波譜圖像的質(zhì)量，使之能更準確地反應病變，更好地為診斷服務。【參考文獻】    1 Castillo M'Kwock L'Mukherji SK.Clinical applications of proton MR spectroscopy.AJNR'1996'17（1）:1-15.    2 Tien RD'Lai PH'Smith JS'et al.Single-voxel proton brain spectroscopy exam（PROBE/SV） in patients with primary brain tumors.AJR'1996'167（1）:201-209.    3 Robi