临床图像质量监测扫描的应用
作者：曾琼新 黄飚 梁长虹 郑君惠 谭绍恒 曾辉
单位：曾琼新(510080 广州市，广 东省人民医院放射科MR室)；黄飚(510080 广州市，广 东省人民医院放射科MR室)；梁长虹(510080 广州市，广 东省人民医院放射科MR室)；郑君惠(510080 广州市，广 东省人民医院放射科MR室)；谭绍恒(510080 广州市，广 东省人民医院放射科MR室)；曾辉(510080 广州市，广 东省人民医院放射科MR室)
关键词：临床图像质量；信噪比；测量；可靠性能
放射学实践000219 【摘要】 目的：评价和监测MRI系统的状况及对图像质量的影响。方法：使用头颅正交线圈和体部线圈进行脑部和盆腔扫描。设定兴趣区(ROI)，并测定脑白质均匀区域的信噪比及背景的标准差，以及以盆腔股骨头为ROI，记录ROI的平均值，交替测量肌肉区域的平均值及背景的标准差。结果：脑白质在第一回波的信噪比为73.67，在第二回波的信噪比为27.61。盆腔骨髓在第一回波的信噪比为180.38，在第二回波的信噪比为45.32。盆腔肌肉组织在第一回波的信噪比为80.42，在第二回波的信噪比为11.61。结论：临床图像质量扫描可以客观评估图像质量，确保系统的总体可靠性能。
, 百拇医药
Applications of clinical image quality scans (CLIQ′S)
Ze ng Qiongxin,Huang Biao,Liang Changhong,et al.
(Department of Radiology,Guangdong P rovincial People′s Hospital,Guangzhou 510080)
【Abstract】 Objective:To assess and monitor the overall statu s of the MRI system.Methods:The scans were performed in the brai n and pelvis using the quadrature head coil and body coil.The SNR of brain white matter and the background standard deviation were measured within ROI,which cov ered a large homogeneous area of white matter.The mean pixel values were recorde d within the ROI which was positioned of the head of the femur.The mean pixel va lues of the muscles and the background standard deviation were measured alternat ively.Results:The SNR of the brain white matter was 73.67 in fir st echo,and 27.61 in second echo.The SNR of pelvic bone marrow was 180.38 in fir st echo and 45.32 in second echo.The SNR of muscular tissues was 80.42 in first echo and 11.61 in second echo.Conclusion:CLIQ′S could be used t o evaluate the clinical image quality,and ensure the total performance of the MR I system.
, 百拇医药
【Key words】 Clinical image quality SNR Measurement Reliabi lity
磁共振成像仪的可靠性能会随着使用和时间而降低[1～5]。为了较全面 监测MRI系统的状况和图像质量，应定期进行标准的临床图像质量扫描(CLIQ′S)。
材料与方法
1. 磁共振成像设备
荷兰Philips Gyroscan Powertrak1000 1.5Tesla超导磁共振成像仪。使用头部正交线圈 及体部线圈进行扫描。
2. 定期图像质量测试(PIQT)扫描及CLIQ′S
首先使用200mm的头颅标准测试水模进行PIQT扫描。两次扫描使用头线圈作接收线圈，第三 次扫描使用体线圈作接收线圈。测量标准水模所获得的图像质量参数，如：信噪比、均匀度 、线性度、空间分辨率等。记录一段时期内的测量结果并评估此结果。然后取志愿者分别进 行头部及盆腔扫描，裸眼观察图像，客观评估图像的外貌、噪声、锐利度及伪影。分别测量 脑白质、股骨头及盆腔肌肉在不同回波的信噪比。CLIQ′S完成后，将PIQT测量结果与CLIQ ′S结果进行分析对照。具体操作方法如下：
, http://www.100md.com
扫描1：脑部。建立一个检查部位名称为CLIQ，输入志愿者的个人资料。选择可靠性检查(Pe rform.studie)后，再选择CLIQ。使用头颅正交线圈。用定位灯标记线圈的中心点，使用“ 移到中心平面”按钮，将线圈移到扫描的平面位置上，做自动定位扫描，用正中矢状位做计 划扫描，选择颅脑的预设程序。用左/右调整角度把脑部完全覆盖(图1)。选择合适的扫描层 数，确保层面包裹的前面部分有足够的剩余空间，以便在轴位扫描的图像上可以更有效地测 量标准差。扫描采用SE多层双回波序列，FOV230mm,层数15，层厚8mm，层间距0.8mm，NSA 1，TR/TR2000/20，90。扫描结束后开始评估扫描图像，测量每个回波的相应层面图像 的信噪比。用感兴趣区(ROI)测量脑白质的均匀区域的平均象素值(图2)。降低窗宽和窗位确 保在矩形区域内没有伪影出现，用稍大的ROI，但不要触及图像边缘或脑组织，测量背景的 标准差(SD-bg)。
, 百拇医药 图1 头颅自动定位扫描，正中矢状位图像。15层计划扫描定位。
图2 脑部第二回波T2加权横断位图像。用ROI测量脑白质均匀区域的信 号平均值。
图3 盆腔自动定位扫描，正中冠状位定位图。11层计划扫 描定位方法。
图4 盆腔第二回波T2加权轴位图像。用ROI分别测量 股骨头及肌肉组织的信号平均值。
扫描2：盆腔。同理用定位灯将中心点定在盆腔最宽位置下4cm处，然后使用“移到中心平面 ”按钮，将成像部位移到磁体中央，做自动定位扫描。用冠状定位图做计划扫描(图3)，扫 描后评估此扫描图像。扫描采用SE多层双回波序列，FOV450mm，层数11，层厚10mm，层间 距1.0mm，NSA1，TR/TE1800/20，90。测量最接近图4层面的两个回波的信噪比。用ROI 测量股骨头的信号平均值(Mn)，交替测量肌肉区域的平均值及背景的标准差。 结果
, http://www.100md.com
PIQT测量结果：信噪比为122，均匀度为95%，线性畸变率为0.4%，空间分辨率的平均 象素值为1.02，调制传递函数(MTF)为50%以上。CLIQ′S 20名志愿者头部及盆腔的扫描， 所有成像图像清晰，锐利度好，而且图像均匀度一致，无伪影。脑白质在第一回波的信噪比 为73.67，在第二回波的信噪比为27.61。盆腔骨髓在第一回波的信噪比为180.38，在第二回 波的信噪比为45.32，盆腔肌肉组织在第一回波的信噪比为80.42，在第二回波的信噪比 为11.61。测量结果见表1和表2。
讨论
临床图像质量扫描虽然可以较全面地监测MRI系统的状况，但必须使用水模测试技术 作参考，它包括周期性图像质量测试(PIQT)和总体可靠性测试[1]。临床图像质量 扫描和使用水模扫描相比，其影响的参数更多。受检者在形态、重量及内容上不同于水模， 而且个体差异及多个扫描参数在统计值上都有差异，因此为了客观评价标准的临床扫描图像 ，确保结果的重复性这些扫描最好是在相同的志愿者上进行。在进行CLIQ′S扫描时，首先应进行PIQT扫描，该 扫描较快提供定义好的数据，有助于定义、校正和解决图像质量问题。
, http://www.100md.com
表1 PIQT扫描水模的均匀度及信噪比(20例) 均匀度(%)
QA1-E1
QA1-E2
QA2-S1
要求值
C-10/C+10测量值
94.8
95.2
95.2
>92
信噪比
QA1-E1
, 百拇医药
QA3-E1
SNR
122
80
要求值
>115
>69
表2 CLIQ′S志愿者SNR及S/N(B)(20例)
第一回波
第二回波
脑白质
SNR
73.67
, 百拇医药
27.61
S/N(B)
73.05
27.06
盆腔骨髓
SNR
180.38
45.32
S/N(B)
179.23
44.18
盆腔肌肉组织
SNR
, http://www.100md.com
80.42
11.61
S/N(B)
79.27
10.47
注： SNR＝0.655(Mn/SD-bg)/
QA质检，E回波，S层面，SNR信噪比，S/N(B)背景信噪比，Q线圈的品质因素。头线圈Q＝2 ，体线圈Q＝1。
信噪比的高低是决定图像质量好坏的重要因素之一。当PIQT扫描图像信噪比小于115，均匀 度小于92%时，图像质量会明显下降，此时应立即查找有关影响因素，如：系统的校准、线 圈的调节与设置、磁场的均匀度、射频屏蔽、电子放大增益系统、梯度脉冲点的漂移以及涡 流效应等因素[1，2]。找到原因后及时调整系统以便得到较好的信噪比。
, 百拇医药
CLIQ′S应定期进行，而且要做好记录，及时与PIQT测量结果作参考对照，一旦发现某一特 定值发生变化或多个参数增加或减少，表明系统有问题。从测量结果上看，图像的信噪比高 ，均匀度好，无伪影，而且清晰度和锐利度都很高。测量结果说明此设备各项指标均符合临 床要求，且性能较稳定。
结论
CLIQ′S可以较全面地监测MRI系统的状况，客观评估图像质量，保证系统的总体可靠 性能，可作为一种监测MR图像质量的手段应用于临床。
参考文献
[1]曾琼新，谭绍恒，郑君惠.磁共振成像仪定期图像质量测试[J].影像诊断与 介入放射学，1998，7(1)∶88.
[2]康立丽，昌仁民，林意群.磁共振成像设备质量保证检测[J].中华放射学杂志，1997 ，31∶85.
, http://www.100md.com
[3]Och JG,Clarke GD,Sobol WT,et al.Acceptance testing of magnetic resonance imag ing systems：report of AAPM nuclear magnetic resonance task group No.6[J]. Me d phys,1992,19∶217.
[4]Price RR,Axel L,Morgan T,et al.Quality assurance methods and phantoms for mag netic resonance imaging：report of AAPM nuclear magnetic resonance task group No .1[J]. Med Phys,1990,17∶287.
[5]Grey ML,Coffey ⅡCW. Methods for evaluating image quality in magnetic resona nce imaging[J].Radiol Technology,1987,58∶339.
(1999-08-17 收稿), 百拇医药
单位：曾琼新(510080 广州市，广 东省人民医院放射科MR室)；黄飚(510080 广州市，广 东省人民医院放射科MR室)；梁长虹(510080 广州市，广 东省人民医院放射科MR室)；郑君惠(510080 广州市，广 东省人民医院放射科MR室)；谭绍恒(510080 广州市，广 东省人民医院放射科MR室)；曾辉(510080 广州市，广 东省人民医院放射科MR室)
关键词：临床图像质量；信噪比；测量；可靠性能
放射学实践000219 【摘要】 目的：评价和监测MRI系统的状况及对图像质量的影响。方法：使用头颅正交线圈和体部线圈进行脑部和盆腔扫描。设定兴趣区(ROI)，并测定脑白质均匀区域的信噪比及背景的标准差，以及以盆腔股骨头为ROI，记录ROI的平均值，交替测量肌肉区域的平均值及背景的标准差。结果：脑白质在第一回波的信噪比为73.67，在第二回波的信噪比为27.61。盆腔骨髓在第一回波的信噪比为180.38，在第二回波的信噪比为45.32。盆腔肌肉组织在第一回波的信噪比为80.42，在第二回波的信噪比为11.61。结论：临床图像质量扫描可以客观评估图像质量，确保系统的总体可靠性能。
, 百拇医药
Applications of clinical image quality scans (CLIQ′S)
Ze ng Qiongxin,Huang Biao,Liang Changhong,et al.
(Department of Radiology,Guangdong P rovincial People′s Hospital,Guangzhou 510080)
【Abstract】 Objective:To assess and monitor the overall statu s of the MRI system.Methods:The scans were performed in the brai n and pelvis using the quadrature head coil and body coil.The SNR of brain white matter and the background standard deviation were measured within ROI,which cov ered a large homogeneous area of white matter.The mean pixel values were recorde d within the ROI which was positioned of the head of the femur.The mean pixel va lues of the muscles and the background standard deviation were measured alternat ively.Results:The SNR of the brain white matter was 73.67 in fir st echo,and 27.61 in second echo.The SNR of pelvic bone marrow was 180.38 in fir st echo and 45.32 in second echo.The SNR of muscular tissues was 80.42 in first echo and 11.61 in second echo.Conclusion:CLIQ′S could be used t o evaluate the clinical image quality,and ensure the total performance of the MR I system.
, 百拇医药
【Key words】 Clinical image quality SNR Measurement Reliabi lity
磁共振成像仪的可靠性能会随着使用和时间而降低[1～5]。为了较全面 监测MRI系统的状况和图像质量，应定期进行标准的临床图像质量扫描(CLIQ′S)。
材料与方法
1. 磁共振成像设备
荷兰Philips Gyroscan Powertrak1000 1.5Tesla超导磁共振成像仪。使用头部正交线圈 及体部线圈进行扫描。
2. 定期图像质量测试(PIQT)扫描及CLIQ′S
首先使用200mm的头颅标准测试水模进行PIQT扫描。两次扫描使用头线圈作接收线圈，第三 次扫描使用体线圈作接收线圈。测量标准水模所获得的图像质量参数，如：信噪比、均匀度 、线性度、空间分辨率等。记录一段时期内的测量结果并评估此结果。然后取志愿者分别进 行头部及盆腔扫描，裸眼观察图像，客观评估图像的外貌、噪声、锐利度及伪影。分别测量 脑白质、股骨头及盆腔肌肉在不同回波的信噪比。CLIQ′S完成后，将PIQT测量结果与CLIQ ′S结果进行分析对照。具体操作方法如下：
, http://www.100md.com
扫描1：脑部。建立一个检查部位名称为CLIQ，输入志愿者的个人资料。选择可靠性检查(Pe rform.studie)后，再选择CLIQ。使用头颅正交线圈。用定位灯标记线圈的中心点，使用“ 移到中心平面”按钮，将线圈移到扫描的平面位置上，做自动定位扫描，用正中矢状位做计 划扫描，选择颅脑的预设程序。用左/右调整角度把脑部完全覆盖(图1)。选择合适的扫描层 数，确保层面包裹的前面部分有足够的剩余空间，以便在轴位扫描的图像上可以更有效地测 量标准差。扫描采用SE多层双回波序列，FOV230mm,层数15，层厚8mm，层间距0.8mm，NSA 1，TR/TR2000/20，90。扫描结束后开始评估扫描图像，测量每个回波的相应层面图像 的信噪比。用感兴趣区(ROI)测量脑白质的均匀区域的平均象素值(图2)。降低窗宽和窗位确 保在矩形区域内没有伪影出现，用稍大的ROI，但不要触及图像边缘或脑组织，测量背景的 标准差(SD-bg)。
, 百拇医药 图1 头颅自动定位扫描，正中矢状位图像。15层计划扫描定位。
图2 脑部第二回波T2加权横断位图像。用ROI测量脑白质均匀区域的信 号平均值。
图3 盆腔自动定位扫描，正中冠状位定位图。11层计划扫 描定位方法。
图4 盆腔第二回波T2加权轴位图像。用ROI分别测量 股骨头及肌肉组织的信号平均值。
扫描2：盆腔。同理用定位灯将中心点定在盆腔最宽位置下4cm处，然后使用“移到中心平面 ”按钮，将成像部位移到磁体中央，做自动定位扫描。用冠状定位图做计划扫描(图3)，扫 描后评估此扫描图像。扫描采用SE多层双回波序列，FOV450mm，层数11，层厚10mm，层间 距1.0mm，NSA1，TR/TE1800/20，90。测量最接近图4层面的两个回波的信噪比。用ROI 测量股骨头的信号平均值(Mn)，交替测量肌肉区域的平均值及背景的标准差。 结果
, http://www.100md.com
PIQT测量结果：信噪比为122，均匀度为95%，线性畸变率为0.4%，空间分辨率的平均 象素值为1.02，调制传递函数(MTF)为50%以上。CLIQ′S 20名志愿者头部及盆腔的扫描， 所有成像图像清晰，锐利度好，而且图像均匀度一致，无伪影。脑白质在第一回波的信噪比 为73.67，在第二回波的信噪比为27.61。盆腔骨髓在第一回波的信噪比为180.38，在第二回 波的信噪比为45.32，盆腔肌肉组织在第一回波的信噪比为80.42，在第二回波的信噪比 为11.61。测量结果见表1和表2。
讨论
临床图像质量扫描虽然可以较全面地监测MRI系统的状况，但必须使用水模测试技术 作参考，它包括周期性图像质量测试(PIQT)和总体可靠性测试[1]。临床图像质量 扫描和使用水模扫描相比，其影响的参数更多。受检者在形态、重量及内容上不同于水模， 而且个体差异及多个扫描参数在统计值上都有差异，因此为了客观评价标准的临床扫描图像 ，确保结果的重复性这些扫描最好是在相同的志愿者上进行。在进行CLIQ′S扫描时，首先应进行PIQT扫描，该 扫描较快提供定义好的数据，有助于定义、校正和解决图像质量问题。
, http://www.100md.com
表1 PIQT扫描水模的均匀度及信噪比(20例) 均匀度(%)
QA1-E1
QA1-E2
QA2-S1
要求值
C-10/C+10测量值
94.8
95.2
95.2
>92
信噪比
QA1-E1
, 百拇医药
QA3-E1
SNR
122
80
要求值
>115
>69
表2 CLIQ′S志愿者SNR及S/N(B)(20例)
第一回波
第二回波
脑白质
SNR
73.67
, 百拇医药
27.61
S/N(B)
73.05
27.06
盆腔骨髓
SNR
180.38
45.32
S/N(B)
179.23
44.18
盆腔肌肉组织
SNR
, http://www.100md.com
80.42
11.61
S/N(B)
79.27
10.47
注： SNR＝0.655(Mn/SD-bg)/
QA质检，E回波，S层面，SNR信噪比，S/N(B)背景信噪比，Q线圈的品质因素。头线圈Q＝2 ，体线圈Q＝1。
信噪比的高低是决定图像质量好坏的重要因素之一。当PIQT扫描图像信噪比小于115，均匀 度小于92%时，图像质量会明显下降，此时应立即查找有关影响因素，如：系统的校准、线 圈的调节与设置、磁场的均匀度、射频屏蔽、电子放大增益系统、梯度脉冲点的漂移以及涡 流效应等因素[1，2]。找到原因后及时调整系统以便得到较好的信噪比。
, 百拇医药
CLIQ′S应定期进行，而且要做好记录，及时与PIQT测量结果作参考对照，一旦发现某一特 定值发生变化或多个参数增加或减少，表明系统有问题。从测量结果上看，图像的信噪比高 ，均匀度好，无伪影，而且清晰度和锐利度都很高。测量结果说明此设备各项指标均符合临 床要求，且性能较稳定。
结论
CLIQ′S可以较全面地监测MRI系统的状况，客观评估图像质量，保证系统的总体可靠 性能，可作为一种监测MR图像质量的手段应用于临床。
参考文献
[1]曾琼新，谭绍恒，郑君惠.磁共振成像仪定期图像质量测试[J].影像诊断与 介入放射学，1998，7(1)∶88.
[2]康立丽，昌仁民，林意群.磁共振成像设备质量保证检测[J].中华放射学杂志，1997 ，31∶85.
, http://www.100md.com
[3]Och JG,Clarke GD,Sobol WT,et al.Acceptance testing of magnetic resonance imag ing systems：report of AAPM nuclear magnetic resonance task group No.6[J]. Me d phys,1992,19∶217.
[4]Price RR,Axel L,Morgan T,et al.Quality assurance methods and phantoms for mag netic resonance imaging：report of AAPM nuclear magnetic resonance task group No .1[J]. Med Phys,1990,17∶287.
[5]Grey ML,Coffey ⅡCW. Methods for evaluating image quality in magnetic resona nce imaging[J].Radiol Technology,1987,58∶339.
(1999-08-17 收稿), 百拇医药