磁共振波譜質(zhì)量控制現(xiàn)狀和影響因素分析

王柯柯，倪 萍，陳自謙

磁共振波譜質(zhì)量控制現(xiàn)狀和影響因素分析

王柯柯，倪 萍，陳自謙

目的：了解磁共振波譜質(zhì)量控制的現(xiàn)狀，分析不同因素對磁共振波譜質(zhì)量控制的影響。方法：總結(jié)國內(nèi)外磁共振波譜質(zhì)量控制研究情況，從系統(tǒng)性能、磁場均勻性、采集方法和序列參數(shù)4個方面探討了不同因素對磁共振波譜質(zhì)量的影響。結(jié)果：根據(jù)研究過程中出現(xiàn)的各種問題，給出了相應(yīng)的解決方法。結(jié)論：該方法為磁共振波譜質(zhì)量控制的研究提供了思路，并為接下來的研究提供參考。

磁共振波譜；水模；質(zhì)量控制

0 引言

磁共振成像（magretic resonance imaging，MRI）已經(jīng)逐漸在我國普及，其廣泛的臨床應(yīng)用明顯地提高了醫(yī)療診治水平。磁共振成像具有無創(chuàng)、良好的軟組織對比能力，對解剖結(jié)構(gòu)的清楚顯示能力奠定了在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)中的重要作用。磁共振波譜（magnetic resonance spectroscopy，MRS）能夠在活體上選擇性地、無創(chuàng)地定量測量組織內(nèi)化學(xué)成分與結(jié)構(gòu)、化學(xué)環(huán)境變化、分子的存在狀態(tài)，這是其他成像技術(shù)無法實現(xiàn)的，使人類的視野向人體功能代謝變化的更深層次拓展。磁共振波譜是目前唯一能夠無創(chuàng)性研究人體內(nèi)部器官及組織代謝、生理生化改變的定量分析方法，是一種十分有潛力的活體生化分析方法，其應(yīng)用完全有可能使影像學(xué)醫(yī)生把對組織結(jié)構(gòu)改變的觀察和機體代謝功能的研究結(jié)合起來。從臨床角度上看，磁共振成像主要顯示組織器官的影像改變，磁共振波譜主要提供生化代謝分析[1-3]。

隨著高場強磁共振的普及，磁共振波譜的優(yōu)勢逐漸凸顯出來，在臨床的應(yīng)用也越來越廣泛。近年來在神經(jīng)系統(tǒng)測定能量代謝的神經(jīng)元標(biāo)記物、基因表達(dá)物、腦代謝物等相關(guān)測定技術(shù)方面，磁共振波譜顯示出越來越多的優(yōu)勢。同時磁共振波譜在腦部腫瘤、癲癇、Alzheimer癥、前列腺等疾病中的檢查研究中顯示出巨大的潛力。

1 磁共振波譜質(zhì)量控制現(xiàn)狀

磁共振成像方面的質(zhì)量控制在我國開展的較晚，即使在一些大中型醫(yī)院對于磁共振的質(zhì)量控制體系也不是很健全。磁共振波譜對于設(shè)備的要求比常規(guī)磁共振成像更加苛刻，尤其是磁共振設(shè)備的磁場均勻性、抑水和抑脂水平如果達(dá)不到要求，就可能得不到可用于診斷的波譜。國外磁共振的質(zhì)量控制發(fā)展較早，磁共振系統(tǒng)的質(zhì)控體系已基本完善，但專門對磁共振波譜的質(zhì)量控制相對較少。我國磁共振的研究和臨床應(yīng)用雖然與國外相差不大，但由于缺乏質(zhì)量控制的理念與制度，所以磁共振的質(zhì)量控制相對來說起步較晚。這些年由于軍隊對于磁共振的質(zhì)量控制逐漸重視，國內(nèi)磁共振的質(zhì)控也不斷走向規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化。國內(nèi)利用ACR（American College Radiology，美國放射學(xué)會）體模逐步完善磁共振質(zhì)量檢測體制，檢測的主要技術(shù)指標(biāo)是信噪比、空間分辨力、密度分辨力、層厚、幾何線性、圖像均勻性等[4-6]。磁共振波譜檢查有其特殊性，是作為一個獨立的磁共振檢查項目存在，所以我們不能利用常規(guī)的磁共振質(zhì)量檢測標(biāo)準(zhǔn)來評價磁共振波譜系統(tǒng)。國內(nèi)一些學(xué)者對于磁共振波譜質(zhì)量控制方面有過一些研究，卻沒有系統(tǒng)的操作說明和完整的流程規(guī)范，相關(guān)的文獻(xiàn)報道也很難檢索到。本研究旨在利用專用波譜水模開展質(zhì)量檢測項目，使我們對磁共振波譜系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)、合理的質(zhì)量控制，可以更加敏感地檢測到影響磁共振波譜質(zhì)量的各種因素，客觀地評價磁共振波譜系統(tǒng)的穩(wěn)定性，從而指導(dǎo)臨床工作者及時對不良事件做出處理，使磁共振系統(tǒng)得以高效運行，保證所產(chǎn)生的影像數(shù)據(jù)真實、準(zhǔn)確、可靠，這對臨床和科研來說具有重要意義[7]。

2 影響磁共振波譜質(zhì)量的因素

在實際的臨床波譜檢查中，會出現(xiàn)各種因素影響磁共振波譜的質(zhì)量。而且用磁共振波譜水模進(jìn)行質(zhì)量檢測的過程中也會出現(xiàn)各種參數(shù)影響檢測的結(jié)果。采用何種參數(shù)來評價磁共振波譜系統(tǒng)的優(yōu)劣是我們需要考慮的問題，在研究過程中可以模擬實際情況中出現(xiàn)的干擾環(huán)境來評估外部條件的干擾。質(zhì)量檢測的參數(shù)選擇中我們通過設(shè)置不同參數(shù)來優(yōu)化檢測參數(shù)，現(xiàn)介紹如下。

2.1 系統(tǒng)性能

磁共振系統(tǒng)本身結(jié)構(gòu)復(fù)雜，任何一處異常都可能造成磁共振檢查結(jié)果不準(zhǔn)確。磁共振波譜對磁場均勻性要求更加苛刻，根據(jù)拉莫爾方程，當(dāng)靜磁場強度B0發(fā)生改變時，磁共振的共振頻率就會發(fā)生變化。這就提醒我們當(dāng)檢測到中心頻率漂移時，應(yīng)及時對系統(tǒng)進(jìn)行質(zhì)量檢測。對于超導(dǎo)磁共振，確保冷頭、氦壓機、水冷機組成的制冷系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)，是保證強磁體的超導(dǎo)狀態(tài)以及磁共振波譜質(zhì)量的一個重要因素。同時射頻線圈接口的接觸問題、梯度線圈穩(wěn)定性等都是保證磁共振波譜質(zhì)量可靠的重要因素。

2.2 磁場均勻性

磁共振增強成像和磁共振動態(tài)檢查中，大部分注射的造影劑為Gd-DTPA。Gd-DTPA作為一種順磁性對比劑，會影響磁場的均勻性。在給患者注射造影劑時，經(jīng)常會出現(xiàn)打爆針的情況，使造影劑滴漏到檢查床，如果污染情況嚴(yán)重，不僅會影響磁共振的波譜質(zhì)量，而且會使常規(guī)磁共振圖像中出現(xiàn)嚴(yán)重偽影。通過定期的質(zhì)量檢測可以提醒操作人員對檢查床、線圈、地面進(jìn)行清潔保養(yǎng)，排除造影劑對磁共振波譜質(zhì)量的干擾[8]。

在磁共振波譜檢查中，患者身上的磁性物品對磁共振圖像也會造成很大影響，所以在檢查前影像科技師都會要求患者取掉金屬品。盡管如此，在實際操作中，還是會有個別患者身上會有一些金屬制品，如衣服上的紐扣、拉鏈、硬幣等。在對磁共振進(jìn)行日常維護(hù)檢查時，有時會發(fā)現(xiàn)在磁共振設(shè)備機殼上吸附有硬幣等鐵磁性物品。這些鐵磁性物品直接影響了磁場的均勻性。對波譜質(zhì)量的影響可以利用水模進(jìn)行測量，即在水模不同距離放置硬幣然后進(jìn)行波譜采集，排除了患者個體差異的影響，可以直觀地反映這些金屬制品對于波譜質(zhì)量的影響。這就可以幫助操作人員及時發(fā)現(xiàn)問題，對設(shè)備進(jìn)行檢查。

2.3 采集方法

磁共振波譜檢查常見的有單體素波譜（singlevoxel spectroscopy，SVS）和化學(xué)位移成像（chemical shift imaging，CSI），即多體素波譜2種技術(shù)，它們的定位特征不同。使用SVS測量，可以采集到小的感興趣容積（volume of interest，VOI）的磁共振波譜；使用CSI測量，可以在VOI矩陣中采集若干波譜。2種方法應(yīng)用于不同的臨床實踐，各有優(yōu)劣。SVS能夠提供比CSI更準(zhǔn)確的定位，并且可以得到更高質(zhì)量的波譜，也可以產(chǎn)生更好的勻場效果；而CSI比SVS檢查的區(qū)域更大，多用于多病灶的檢查。另外，CSI技術(shù)可以檢查VOI中的代謝物的分布。盡管一些學(xué)者認(rèn)為磁共振波譜檢測中使用SVS測量結(jié)果評價磁共振系統(tǒng)更加準(zhǔn)確，但對于波譜的質(zhì)量控制方面究竟用何種方法對磁共振系統(tǒng)進(jìn)行質(zhì)量檢測還沒有明確的依據(jù)，這也是磁共振波譜質(zhì)量控制研究接下來需要探討的問題[9]。

2.4 序列參數(shù)

SVS技術(shù)和CSI技術(shù)是基于自旋回波序列（echo time，SE）或激勵回波脈沖序列（stimulated echo acquisition mode，STEAM）的序列，這就又需要我們在磁共振波譜的質(zhì)量控制中考慮究竟是采用哪一種序列進(jìn)行測量。相對于STEAM序列，SE序列信噪比更高，但對于彌散不敏感；而STEAM序列對于射頻系統(tǒng)要求較低，可以使用較短的回波時間測量。在2種序列中，參數(shù)設(shè)置不同又會產(chǎn)生不同的波譜結(jié)果。例如回波時間（echo time，TE）的長短直接影響代謝物信號的強度，從而影響評價的結(jié)果。這就需要在磁共振波譜質(zhì)量控制序列上考慮不同參數(shù)對于測試結(jié)果的影響。

3 討論

磁共振波譜作為磁共振的一個重要檢查項目，其質(zhì)量控制也非常重要。通過對磁共振波譜質(zhì)量控制的研究，我們也發(fā)現(xiàn)了很多問題，雖然磁共振機器中帶有磁共振波譜的專用檢測水模，但沒有相應(yīng)的操作流程，這就需要根據(jù)臨床實踐發(fā)現(xiàn)問題，并制定與之對應(yīng)的質(zhì)控流程和標(biāo)準(zhǔn)。

同時在利用磁共振波譜水模進(jìn)行磁共振波譜質(zhì)量檢測的過程中也有一些事項需要我們注意。首先，應(yīng)避免開機后馬上進(jìn)行質(zhì)量控制檢測，在利用水模進(jìn)行檢測時按照水模上十字進(jìn)行定位，整個檢測過程中避免水?；蝿?，保持水模的穩(wěn)定。其次，在使用

（????）（????）水模進(jìn)行質(zhì)控檢測時，要將系統(tǒng)默認(rèn)的溫度改為水模的溫度（GE1.5T磁共振波譜水模上自帶有溫度試紙），因為不同溫度下代謝物的共振頻率不同，避免水模從溫度不同的房間拿到磁共振檢查室直接進(jìn)行質(zhì)量檢測。最后，每次進(jìn)行磁共振波譜檢測選擇感興趣區(qū)域時不要移動默認(rèn)位置，這樣可以保證每次檢測的位置相同。

預(yù)飽和帶是否會影響檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性和客觀性也是后續(xù)研究的問題。同時，操作中是否使用自動勻場和手動勻場等條件也是需要考慮的問題，因為這些條件有可能會引入人為主觀因素的干擾，從而會影響評價磁共振系統(tǒng)的客觀準(zhǔn)確性[10]。

對于究竟利用檢測結(jié)果的哪些數(shù)據(jù)來評價系統(tǒng)才能更加準(zhǔn)確、全面也是擺在研究者面前的問題。除了記錄發(fā)射增益、中心頻率這些常規(guī)的參數(shù)外，對于磁共振波譜還有半高寬、水抑制百分比等參數(shù)。評價譜線質(zhì)量有些文獻(xiàn)利用CrSNR（Cr信號強度與噪聲標(biāo)準(zhǔn)差之比），比值過低則影響臨床診斷質(zhì)量，應(yīng)重新調(diào)整系統(tǒng)。

進(jìn)行磁共振波譜質(zhì)量控制必須有一整套完善的流程來規(guī)范我們的操作，這需要國內(nèi)研究者不斷摸索并填補磁共振波譜質(zhì)量控制這部分的空白。

4 結(jié)語

隨著磁共振研究的不斷深入、質(zhì)量控制的標(biāo)準(zhǔn)不斷完善，我們可以預(yù)見在不遠(yuǎn)的將來磁共振波譜的質(zhì)量控制作為磁共振質(zhì)控的一個重要組成部分也將被不斷完善。

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（收稿：2014-09-05 修回：2015-01-11）

（欄目責(zé)任編校：李 影）

Present situation and influencing factors for quality control of magnetic resonance spectroscopy

WANG Ke-ke1,2,NI Ping1,CHEN Zi-qian3
(1.Department of Medical Engineering,Fuzhou General Hospital of Nanjing Military Area Command,Fuzhou 350025, China;2.Hospital of No.71622 Unit of the PLA,Xuchang 461000,Henan Province,China;3.Department of Medical Imaging,Fuzhou General Hospital of Nanjing Military Area Command,Fuzhou 350025,China)

ObjectiveTo make clear the present situation of the quality control of magnetic resonance spectroscopy(MRS), and to analyze the influences of the factors on MRS quality control.MethodsThe studies on MRS quality control in foreign countries and China were summarized,and the influencing factors for MRS were discussed from the aspects of system performance,field homogeneity,acquisition method and sequence parameter.ResultsThe problems in the study and the countermeasures were put forward.ConclusionSome idea and references are provided for the study of MRS quality control.[Chinese Medical Equipment Journal，2015，36（8）：107-108，121]

magnetic resonance spectroscopy;phantom;quality control

R318.6；TH774

A

1003-8868（2015）08-0107-03

10.7687/J.ISSN1003-8868.2015.08.107

軍事醫(yī)學(xué)計量專項課題（2011-JL2-014）

王柯柯（1992—），男，技師，主要從事磁共振質(zhì)量控制方面的研究工作，E-mail：546704639@qq.com。

350025福州，南京軍區(qū)福州總醫(yī)院醫(yī)學(xué)工程科（王柯柯，倪 萍），醫(yī)學(xué)影像科（陳自謙）；461000河南許昌，解放軍71622部隊醫(yī)院（王柯柯）

倪 萍，E-mail：511091680@qq.com