淺談對(duì)醫(yī)用磁共振成像系統(tǒng)的計(jì)量性能進(jìn)行檢測(cè)的重要性

肖綱

云南省計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究院 (昆明 650028)

淺談對(duì)醫(yī)用磁共振成像系統(tǒng)的計(jì)量性能進(jìn)行檢測(cè)的重要性

肖綱

云南省計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究院 (昆明 650028)

本文將結(jié)合醫(yī)用磁共振成像系統(tǒng)(MRI)在醫(yī)學(xué)影像學(xué)的臨床應(yīng)用，淺談對(duì)其所具有的關(guān)鍵計(jì)量性能及指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)的重要性。

醫(yī)用磁共振成像系統(tǒng) 計(jì)量性能 檢測(cè) 重要性

醫(yī)用磁共振成像系統(tǒng)(MRI)，是繼CT后醫(yī)學(xué)影像學(xué)的又一重大進(jìn)步。自上世紀(jì)80年代應(yīng)用以來(lái)，它以極快的速度得到發(fā)展。其基本原理是：將人體置于特殊的磁場(chǎng)中，用無(wú)線電射頻脈沖激發(fā)人體內(nèi)氫原子核，引起氫原子核共振，并吸收能量，在停止射頻脈沖后，氫原子核按特定頻率發(fā)出射頻電信號(hào)，并將吸收的能量釋放出來(lái)，被體外的接受器收錄，經(jīng)電子計(jì)算機(jī)處理獲得圖像。

MRI提供的信息量不但大于醫(yī)學(xué)影像學(xué)中其他許多成像術(shù)，而且不同于已有的成像術(shù)，它可以直接作出橫斷面、矢狀面、冠狀面和各種斜面的體層圖像，不易產(chǎn)生CT檢測(cè)中的偽影；不需注射造影劑；無(wú)電離輻射，對(duì)機(jī)體沒(méi)有不良影響。另外，因?yàn)镸RI是一種非介入探測(cè)技術(shù)，相對(duì)于X-射線透視技術(shù)和放射造影技術(shù)，MRI對(duì)人體沒(méi)有輻射影響，而且，相對(duì)于超聲探測(cè)技術(shù)，核磁共振成像更加清晰，能夠顯示更多細(xì)節(jié)。所以，MRI對(duì)檢測(cè)腦內(nèi)血腫、腦外血腫、腦腫瘤、顱內(nèi)動(dòng)脈瘤、動(dòng)靜脈血管畸形、腦缺血、椎管內(nèi)腫瘤、脊髓空洞癥和脊髓積水等顱腦常見(jiàn)疾病非常有效，同時(shí)對(duì)腰椎椎間盤(pán)后突、原發(fā)性肝癌等疾病的診斷也很有效。因此，從醫(yī)學(xué)影像學(xué)的角度而言，在臨床上，它對(duì)各種疾病的檢查和診斷明顯表現(xiàn)出了其他一般性的醫(yī)學(xué)影像診斷設(shè)備無(wú)可比擬的安全性和優(yōu)越性。

MRI作為醫(yī)院用于病患檢查的醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的同時(shí)，從計(jì)量法的規(guī)定上來(lái)界定，它又屬于納入依法檢定的醫(yī)用計(jì)量器具。所以，不管是從用于臨床醫(yī)學(xué)影像診斷的角度而言，還是從法律法規(guī)的層面而論，為了保障MRI在對(duì)病患進(jìn)行檢查時(shí)，所呈現(xiàn)圖像的清晰度、分辨力和測(cè)量數(shù)據(jù)時(shí)的準(zhǔn)確性，以及磁場(chǎng)中無(wú)線電射頻脈沖對(duì)人體的安全性等，對(duì)其進(jìn)行計(jì)量性能的檢測(cè)就顯得尤為必要和重要。

由此，從MRI自身的結(jié)構(gòu)組成及成像原理入手，并結(jié)合臨床醫(yī)學(xué)影像學(xué)對(duì)病患進(jìn)行診斷時(shí)所需成像圖像的各方面要求，筆者認(rèn)為有必要對(duì)MRI系統(tǒng)就磁場(chǎng)強(qiáng)度、信噪比、圖像均勻性、空間線性、空間分辨力、低對(duì)比度分辨力及層厚這七個(gè)計(jì)量指標(biāo)進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)量性能檢測(cè)。

下面筆者將分別對(duì)以上7個(gè)涉及MRI系統(tǒng)計(jì)量指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)的重要性做個(gè)詳細(xì)的闡述：

(1)首先我們從MRI的重要組成部分——磁體來(lái)看，其在對(duì)病患進(jìn)行檢查時(shí)，施加在病人外部的磁場(chǎng)，其強(qiáng)弱大小及準(zhǔn)確性不僅直接影響到計(jì)算機(jī)圖像顯示及分析系統(tǒng)呈現(xiàn)診斷數(shù)據(jù)的可靠性，而且也對(duì)受檢患者自身的安全和身體健康產(chǎn)生直接或間接的影響。雖說(shuō)MRI系統(tǒng)在安全性能上已經(jīng)很優(yōu)于傳統(tǒng)的X-射線透視技術(shù)和X射線斷層成像技術(shù)(CT)了，但科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)人體處于恒定的強(qiáng)磁場(chǎng)中，人的神經(jīng)系統(tǒng)會(huì)受到抑制，興奮度會(huì)隨之降低，繼而就會(huì)表現(xiàn)出心跳減慢、血壓下降、呼吸困難等諸多不適癥狀。而且，科學(xué)家們還表示，盡管目前他們尚未研究清楚這樣的磁場(chǎng)對(duì)神經(jīng)及大腦的危害是否會(huì)隨時(shí)間和量的增加而累積起來(lái)，但是，根據(jù)目前所獲得的研究結(jié)果來(lái)看，并不能完全排除這種危害累積的可能性。所以說(shuō)，對(duì)其磁場(chǎng)強(qiáng)度及準(zhǔn)確性進(jìn)行檢測(cè)就顯得至關(guān)重要。

(2)圖像的信噪比指圖像的信號(hào)強(qiáng)度與噪聲強(qiáng)度的比值。圖像固有信噪比來(lái)自小區(qū)域的信號(hào)與熱運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生電子噪聲的比，當(dāng)噪聲主要來(lái)自成像物體時(shí)，信噪比與靜磁場(chǎng)成正比。如果信噪比水平超標(biāo)，表示該設(shè)備在對(duì)病人進(jìn)行檢查時(shí)診斷數(shù)據(jù)的重復(fù)性不好，在影像上容易出現(xiàn)干擾病灶判斷的偽影，繼而容易導(dǎo)致對(duì)病患的誤診。

(3)圖像的均勻度是指MRI系統(tǒng)在掃描區(qū)內(nèi)對(duì)MRI特性均勻的物質(zhì)產(chǎn)生均勻信號(hào)響應(yīng)的能力。如果掃描區(qū)域內(nèi)的均勻度不好，甚至大幅超標(biāo)，那么在診斷圖像上便容易產(chǎn)生無(wú)病灶為有病灶或有病灶為無(wú)病灶，以及對(duì)病灶組織學(xué)上的誤診。(4)圖像的線性度又稱(chēng)幾何畸變?；冎肝矬w圖像的幾何形狀或位置的改變，它體現(xiàn)了MRI系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)成像部分重現(xiàn)物體幾何尺寸準(zhǔn)確度的能力。圖像的線性度一旦不好，會(huì)造成所得圖像有幾何扭曲，使其不能真實(shí)反映成像物體的幾何結(jié)構(gòu)，致使對(duì)病灶幾何結(jié)構(gòu)的測(cè)量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，從而直接導(dǎo)致后期治療時(shí)所采取的方法、手段及用藥劑量的不準(zhǔn)確。

(5)層厚是成像層的靈敏度剖面線的最大半寬(FWHM)。層厚作為MRI系統(tǒng)的一個(gè)重要參數(shù)，它的準(zhǔn)確與否，同樣直接影響著對(duì)病患檢查時(shí)診斷數(shù)據(jù)測(cè)量的準(zhǔn)確性。根據(jù)已有的同樣是醫(yī)學(xué)影像診斷設(shè)備的X射線斷層成像技術(shù)(CT)的層厚檢定要求，結(jié)合MRI系統(tǒng)自身的特點(diǎn)，我們一般要求層厚的誤差不應(yīng)大于標(biāo)稱(chēng)值的20%。(6)空間分辨力是反映MRI系統(tǒng)在高對(duì)比度下對(duì)微小物體的分辨能力。在MRI掃描圖像具有較高空間分辨力的情況下，醫(yī)生能更容易檢測(cè)出微小或相距甚微的物體，這樣，在對(duì)病患進(jìn)行診斷時(shí)就不易漏掉那些微小的病灶，對(duì)早期微小病灶的發(fā)現(xiàn)也有著非常重要的意義，不至于造成漏診、誤診。

(7)低對(duì)比分辨力是一個(gè)反映MRI設(shè)備分辨信號(hào)強(qiáng)度大小相近物體的能力的計(jì)量指標(biāo)，也被視為MRI設(shè)備的靈敏程度，是MRI重要的質(zhì)量評(píng)價(jià)參數(shù)。在臨床醫(yī)學(xué)上，對(duì)一些中早期病變的判斷及診斷具有很重要的價(jià)值。在MRI系統(tǒng)中，通過(guò)特定的射頻頻率激發(fā)人體組織，使其產(chǎn)生弛豫過(guò)程，而早期病變組織與正常組織的這一過(guò)程所需要的時(shí)間比較接近，成像設(shè)備靈敏度高則能反映出它們的差異，如果靈敏度低則會(huì)造成病變組織和正常組織仍然融為一體無(wú)法分辨。

綜上所述，為了充分保障病患在進(jìn)行MRI檢查時(shí)的安全性和診斷數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，以及后期依據(jù)診斷結(jié)果所開(kāi)展治療時(shí)的各項(xiàng)合法權(quán)益， 筆者認(rèn)為，對(duì)醫(yī)用磁共振成像系統(tǒng)(MRI)的以上計(jì)量指標(biāo)依法開(kāi)展定期的計(jì)量檢測(cè)是非常必要且至關(guān)重要的。

Shallow Talking Importance of Metrological Performance Measurement for Medical Magnetic Resonance Imaging

XIAO Gang
Yunnan Institute of Metrology And Testing Technology (Kunming 650028)

This paper combines medical Magnetic Resonance Imaging in system of medical imaging clinical application, shallow talking importance of the key to metrological performance measurement for medical Magnetic Resonance Imaging.

medical magnetic resonance imaging,metrological performance,measurement,importance

1006-6586(2011)04-0053-02

：R197.39

：B

2011-01-28

肖綱，工程師