MR参数和伪影

MR参数I.信噪比signaltonoiseratio~SNR•SNR是MR非常重要的一个参数。•噪声来源于病人、背景和系统电子噪声等……noisesignalSNR与设备有关，如磁场B0~Magneticfield线圈~coil调谐~tuning校准~Calibration……•许多扫描参数会影响SNRSNR(voxel)((Ny)(NEX)/BW)1/2•体素~voxel=xyz•平均激励次数~Numberofexcitation~NEX•Ny~Phaseencodingsteps•BW~Bandwidth1.Voxel~xyz增加体素会提高SNR•增加体素意味着一个体素内的自旋质子数增加，所以SNR会增加。如何增大体素？•FOV,保持NxNy:–xy–高分•z,保持NxNy和FOV:–纵向分辨力–部分容积效应伪影加重2.NEXSNRNEX1/2•增加NEX可提高SNR，但是扫描时间增加3.相位编码步数~NySNR与Ny的关系：•Ny（保持像素不变）–SNR（SNRNy1/2).–空间分辨力不变–扫描时间•Ny（保持FOV不变）–SNR(SNR1/Ny1/2)–空间分辨力–扫描时间4.频率编码步数~Nx•增加Nx、保持象素不变–SNR与Nx无关–空间分辨力没有变化•增加Nx、保持FOV–SNR(SNR1/Nx)–空间分辨力–扫描时间没有变化5.带宽BW~Bandwidth•SNR1/BW1/2•降低BW会导致：–SNR–化学位移伪影–TE延长–最大层面数–运动伪影6.3D图像的SNR•3DMR成像的SNR：SNR(3D)(voxel)(Ny×Nz×NEX/BW)1/2总结：增加SNR的方法•增加TR•降低TE•降低BW•增加NEX•增加体素–增加层厚–增加FOV，保持扫描矩阵–降低扫描矩阵，保持FOV•保持像素，提高NyII.空间分辨力在常规条件下，高空间分辨力意味着低SNR：SNR(FOVx/Nx)(FOVy)z[NEX/(Ny×BW)]1/2影响空间分辨力的因素：•FOV•matrix•Slicethickness#F：#P：Voxel小FOV、大矩阵、薄层可得到高的空间分辨力FOV(cm)Slicethickness(mm)•保持FOV，增加Ny–空间分辨力–SNR–扫描时间•保持像素，增加Ny–高分不变–SNR和扫描时间•增加层厚–空间分辨力–SNR–部分容积效应伪影III.扫描时间SE：扫描时间=TR×Ny×NEXFSE：扫描时间=TR×Ny×NEX/ETL3DSE：扫描时间=TR×Ny×Nz×NEXSNR、空间分辨力、扫描时间1.TR增加TR：•SNR•覆盖范围•T1W降低•PDW,T2W增加•扫描时间降低TR：•SNR•覆盖范围•T1W•PDW,T2W•扫描时间2.TE•增加TE–T2W–SNR–最大层面数–扫描时间不变•降低TE–T2W–SNR–覆盖范围–扫描时间不变VI.覆盖范围、层厚、层间隔1.增加覆盖范围的方法：•增加层厚•增加层间隔•增加TR或降低TE（增加TR/TE）2.降低覆盖范围的方法：•增加TE•增加ETL•…3.增加层厚导致：•部分容积效应伪影•空间分辨力•覆盖范围•SNR4.增加层间隔会导致：覆盖范围串扰伪影SNR降低探测小病灶的能力V.FOV~fieldofview•保持扫描矩阵，增大FOV会导致：–空间分辨力下降；–SNR增加VI.NEX增加NEX会导致：SNR扫描时间VII.回波数增加回波数导致：•扫描时间•T2WSlicethicknessNEXTETRFOVRBWPEFESNRSpatialresolutiontimecontrastT1PDPDT2TR,TE,TI,和FA克影响图像对比度。SNR可是对比提高或模糊，但它不能改变对比度特性。T2T1复习：增加SNR的方法？•增加TR•降低TE•降低BW•增加NEX•增加体素–增加层厚–增加FOV，保持扫描矩阵–降低扫描矩阵，保持FOV•保持像素，提高NyMR伪影•图像处理伪影•与病人相关的伪影•与RF场有关的伪影•与Bo场有关的伪影•磁化率伪影•与梯度场有关的伪影•其他伪影§1图像处理伪影•混淆或折叠(aliasing/wraparound)伪影•化学位移(chemicalshift)伪影•截尾(truncation)伪影•部分容积效应(partialvolume)伪影•限幅(amplitudelimitedartifact)伪影I.折叠伪影1.表现:2.分析•FOV外的物体也受到B0、G和RF三个场的作用，所以来自于FOV外的物体也产生信号并被RF接收线圈接收；•FOV的尺寸决定了fmax和fmin，FOV外的物体的频率超出了频率范围；•计算机不能正确识别超出BW的频率。Lowerthan–fmaxaliasedtohigherfrequencyHigherthanfmaxaliasedtolowerfrequencyRightarmLeftarm产生折叠伪影的原因例如:•fmax=16kHz，-fmax=-16kHz•左臂：18kHz比16kHz大2kHz，错误定位在~-14kHz•右臂：-18kHz比-16kHz小2kHz，错误定位在~14kHz3.解决方法（remedy）•增加FOV•过采样•表面线圈•与饱和脉冲II.化学位移伪影1.表现在水和脂肪的界面上产生2.分析•在不同分子环境下，1H的0有轻微差异。•ppm~partspermillion•H2O内1H的进动频率比脂肪内1H的快，相差（3.5ppm）。–对于1.5T，相差220Hz–对于0.5T，相差73Hz•如果一个像素的频率范围是125Hz，在1.5T下，脂肪和水内质子的错误定位约为2个像素。Chemshift=3.5×10-6B/(BW/Nx)(inpixle)=(3.5×10-6B/(BW/Nx))(FOV/Nx)=3.5×10-6BFOV/BW(inmm)高场、低带宽技术会产生严重的化学位移伪影。化学位移伪影与FOV有关。由于脂肪与水的进动频率的交迭：低频是亮条带由于脂肪与水的进动频率的减效应：高频是黑条带3.解决方法该伪影不能消除，只能降低：•1.改变PE和FE的编码方向（改变伪影方向）•2.降低磁场(不实际)•3.使用长TE•4.增加BW(SNR会降低)•5.脂肪抑制III.第二类化学位移伪影1.表现：•在梯度回波图像中，在两个编码方向产生黑色条带。2.分析•脂肪内和水内的氢质子会出现周期性的同相和反相。–1.5T，周期是4.5ms•此类伪影不会出现在SE序列中。3.解决方法•选择合适的TE使脂肪与水的质子同相•交换编码轴•增加RBW•脂肪抑制IV.截尾伪影•在有限范围内处理数据导致伪影—衰减条带(Gibbs现象)V.部分容积效应伪影•解决方法:薄层VI.数据限幅1.表现•数据限幅产生的错误信息沿PE方向传播直到FOV的边界。•如果只有一个数据限幅，图像质量没有明显的影响。2.分析•MR信号太强超出计算机可正确识别的范围，或超出成像处理软件可处理的最大值。•强信号会被处理进入计算机可识别的范围，产生了误差。3.解决方法线圈层厚RF衰减……