摘要：目的 通過改變低場強磁共振設(shè)備的采集次數(shù)，觀察其對圖像信噪比的影響。方法 在TE，TR，讀出帶寬，層厚，層間距及視野固定的條件下，利用ACR單幅圖像法測得采集次數(shù)與信噪比的關(guān)系，并分析結(jié)果產(chǎn)生的原因，在合理掃描時間的前提下，得出最優(yōu)選擇。結(jié)果 SE序列，TSE序列，GRE序列，SNR隨NEX提升均有上升，采用S-N-K兩兩比較檢驗其中SE組和GRE組當(dāng)NEX為1到6時，兩兩比較，P<0.01，均具有統(tǒng)計學(xué)差異；TSE組NEX為1到5時，兩兩比較，P<0.01，具有統(tǒng)計學(xué)差異，NEX為5與NEX為6比較，P>0.01，無統(tǒng)計學(xué)差異。SE序列，TSE序列，GRE序列檢查時間隨NEX增加均增加。結(jié)論 對于低場強磁共振設(shè)備，要通過改變NEX取得最優(yōu)化合理的SNR，SE序列NEX應(yīng)為6，TSE序列不應(yīng)大于5，GRE序列應(yīng)根據(jù)實際情況合理選擇NEX。

關(guān)鍵詞：磁共振設(shè)備；信噪比；采集次數(shù)

近年來磁共振檢查設(shè)備在各級醫(yī)療機構(gòu)普及，成為日常診療工作中的重要組成部分。檢查質(zhì)量的好壞成為了能否提供正確診斷的關(guān)鍵。而信噪比（Singal-to-Noise Ratio，SNR）是指信號與噪聲的比值，是評價磁共振圖像質(zhì)量的重要標(biāo)準(zhǔn)[1-4]。由于低場強磁共振設(shè)備場強低，磁場均勻度差，圖像信噪比普遍不高。因此如何提高低場強磁共振設(shè)備的圖像信噪比顯得尤為重要。本文針對不同采集次數(shù)對圖像信噪比的影響進行實驗，并分析研究結(jié)果。

1資料與方法

1.1實驗用設(shè)備 磁共振設(shè)備為Siemens Megnetom C！ 0.35T永磁型磁共振及相應(yīng)接受線圈。水模采用Siemens標(biāo)配的測試用水模（每1000 g水模中含1.25 g NiSO4·6H2O及5 gNaCl）。實驗用序列分別為自旋回波（SE），快速自旋回波（FSE），短時間反轉(zhuǎn)恢復(fù)自旋回波（STIR），梯度回波（GRE）。

1.2序列參數(shù) SE序列（T1加權(quán)）：TE：13ms，TR：386 ms，讀出帶寬（BW）：115 Hz/Px；FSE序列（T2加權(quán)）：TE：131 ms，TR：3800 ms，BW：80Hz/Px；STIR序列（T2加權(quán)水抑制）：TE：68ms，TR：6040 ms，TI：1900ms，BW：145Hz/Px；GRE序列（T2加權(quán)）：TE：32.8 ms，TR：1200ms，翻轉(zhuǎn)角：30°，BW：40 Hz/Px；以上三個序列視野（FOV）均取260 mm*260 mm，層厚均取6mm，層間距均為25%。

1.3實驗方法 固定以上序列參數(shù)，即SE序列，TSE序列固定TE，TR，BW，F(xiàn)OV，層厚，層間距；GRE序列固定TE，TR，BW，F(xiàn)OV，翻轉(zhuǎn)角，層厚，層間距；NEX分別取1～6進行掃描。每改變一次NEX掃描20組。掃描完成后均取最中間一層用ACR（American College of Radiology）單幅圖像法測量信噪比。ACR單幅圖像法是基于美國放射協(xié)會提出的信噪比測量方法[2]。其計算公式為：

其中S為圖像中央感興趣區(qū)平均信號強度，SDair為圖像視野邊角上空氣部分信號的標(biāo)準(zhǔn)差。測量時S取半徑約為體模半徑90%左右的圓形的信號平均強度；SDair取圖像四個角半徑約為體模10%左右的圓形信號標(biāo)準(zhǔn)差的均值[3]。最后對20組SNR進行數(shù)據(jù)分析，記錄均值及標(biāo)準(zhǔn)差。

4.統(tǒng)計學(xué)方法：采用S-N-K兩兩比較檢驗方法。

2結(jié)果

2.1不同NEX下SNR的變化，見表1。

2.2不同NEX下序列掃描時間的變化，見表2。

結(jié)果分析：從表2可以看出，隨著NEX的增加，SE，F(xiàn)SE， GRE序列檢查時間有不同程度增加，增加范圍在1分6秒至3分38秒。

2.3統(tǒng)計學(xué)分析 采用S-N-K兩兩比較檢驗方法，對表1的數(shù)據(jù)進行檢驗，得出圖1～圖3。

結(jié)果分析：圖1～圖3可得：

SE組，當(dāng)NEX為1～6時，兩兩比較，均具有統(tǒng)計學(xué)差異（P<0.01）。TSE組，當(dāng)NEX為1～5時，兩兩比較，均具有統(tǒng)計學(xué)差異（P<0.01）；當(dāng)NEX=5與NEX=6比較，無統(tǒng)計學(xué)差異（P>0.01）。GRE組，當(dāng)NEX為1到6時，兩兩比較，均具有統(tǒng)計學(xué)差異（P<0.01）。

3討論

對于SNR我們有[1] （2）

其中ΔxΔyΔz為體素大小，Ny為相位編碼步數(shù)，NEX為采集次數(shù)，BW為接收帶寬。從式（2）可知，SNR與NEX的2次根成正比。其他參數(shù)不變，當(dāng)NEX增加1倍，SNR應(yīng)增加約1.41倍；NEX增加2倍，SNR應(yīng)增加約1.73倍。NEX是指每個相位編碼數(shù)據(jù)重復(fù)采集的次數(shù)。磁共振圖像的噪聲主要是白噪聲，是多在基地線上隨意出現(xiàn)的低振幅的變異[5-6]。而增加NEX后，有學(xué)者研究指出\"由于多次采集，各次測量產(chǎn)生的信號直接相加，而噪聲的產(chǎn)生由于具有隨機性，因而位置上會有變化，故噪聲信號并不是直接相加而是各次噪聲平方和的平方根得出[7]\"。因此，NEX提高時，信號強度的提升遠大于噪聲強度的提升，SNR得到了提高。在低場強環(huán)境下，如果NEX過低圖像噪聲很大，SNR不能夠滿足診斷需求，提升NEX在提升SNR的同時也可以有效減少運動和血流造成的偽影。

但同時我們也應(yīng)注意到NEX每增加一次，掃描時間就會有不同程度的增加。但由于SNR與NEX的平方根成正比，因此增加NEX的收益是逐漸降低的。NEX提高越多，SNR提升的幅度越小。對于低場強磁共振設(shè)備，序列掃描本身時間較長，如NEX增加過多，檢查時間將大幅延長，容易使病人產(chǎn)生不適和躁動，影響檢查質(zhì)量。因此，在提高NEX以提高SNR時應(yīng)同時考慮到檢查時間的長短，采取適當(dāng)?shù)臋z查時間。從表2可以看出SE序列，當(dāng)NEX為1～6時檢查時間均不長，故在實際檢查中可以盡可能增加；雖然TSE序列當(dāng)NEX為1～6時檢查時間也不長，但由于NEX為5和NEX為6時已不具有統(tǒng)計學(xué)差異，故實際檢查中NEX不應(yīng)大于5；GRE序列當(dāng)NEX增加時檢查時間增加較多，雖然NEX為1～6時均具有統(tǒng)計學(xué)差異應(yīng)根據(jù)患者具體配合情況，選取適當(dāng)?shù)腘EX。

綜上所述，磁共振成像和其他醫(yī)學(xué)成像一樣，對圖像的評價是一個重要的問題。一個病變的診斷符合率取決于圖像的質(zhì)量，取決于圖像的指標(biāo)是否能達到所要求的若干指標(biāo)[8]。而提高NEX是提高圖像SNR的重要手段，在實際工作中要合理平衡SNR和檢查時間的平衡。在實際檢查中，SE序列NEX可以取6，TSE序列NEX不應(yīng)大于5，GRE序列應(yīng)根據(jù)具體情況合理選擇NEX與掃描時間。

參考文獻：

[1]Hashemi RH，Bradley WG.MRI： the basics[M].New York：Williams，1997：167-174.

[2]Price RR，Axel L，Morgan T，et al. Quality assurance methods and phantoms for magnetic resonance imaging.Report of AAPM Nuclear Magnetic[J].Resonance Task Group，1990，17：287-295.

[3]王龍辰，金瑋，李逸明，等.3.0T磁共振相控陣線圈信噪比計算方法的定量對比研究[J].中國醫(yī)療器械雜志，2013，37（1）：10-13.

[4]康立麗，盧廣文，余曉諤，等.MRI掃描參數(shù)與信噪比關(guān)系的實驗研究[J].中華放射學(xué)雜志，2003，37（3）：225-227.

[5]邱建峰，王飛躍，王曉燕，等.核磁共振成像質(zhì)量控制的信噪比分析[J].泰山醫(yī)學(xué)院學(xué)報，2008，1：32-35.

[6]John R.Leyendecker，Jeffrey J.Brown.腹盆部MRI實用指南（張文煜，譯）[M].天津：天津科技翻譯出版公司，2005（1）：21.

[7]張澤寶.醫(yī)學(xué)影像物理學(xué)（第2版）[M].北京：人民衛(wèi)生出版社，2006：137-138.

[8]韓鴻賓.磁共振成像序列設(shè)計與應(yīng)用（第二版）[M].北京：北京大學(xué)醫(yī)學(xué)出版社，2007：197.

編輯/丁一