磁共振参数卡简介五之Geometry

前面三个章节就分辨率参数卡的各参数进行了讲解,影响图像分辨率的参数有很多,比如图像的体素;K空间的填充方式;图像的滤过以及图像的重建方式。为了获得良好的空间和时间分辨率的图像,需要在参数优化时注意图像的解剖细节与扫描时间的关系。接下来的这一章中,我们将介绍几何Geometry参数卡里各参数的意义。在几何参数卡里的各项参数与扫描定位框中的显示有关系,例如扫描视野、饱和带、导航条等,也有部分参数与K空间的填充方式,射频激发的顺序等有关。

首先先介绍几何Geometry参数卡中的Common子参数卡的相关参数,Common子参数卡中的很多参数在之前的Routine参数卡中进行了介绍,在此不做复述,此章节只介绍新出现的参数:

Multi-slice mode:多层模式

多层模式决定了在进行多层扫描时K空间的填充方式,不同的填充方式将影响扫描时间和图像的对比。目前在参数卡中有以下选项可供选择:

Sequential:顺序填充K空间,该方式的意思就是在进行K空间的填充是一层一层进行的,填充完一层完整的K空间后再进行下一层K空间的填充。例如使用SE序列进行扫描时,一个TR范围内只只激发一层采集一条K空间线,等当前层的K空间线填满之后再进行下一层的激发,扫描时间较长,很少在临床中使用,除了进行双翻转血抑制时必须使用顺序填充K空间模式。

Interleaved:交错K空间填充模式,该方式是指在一个TR内采用交错的方式进行不同层的K空间填充,直至所有的K空间线填满。例如在SE序列中,在一个TR内分别激发不同的层面并采集不同层面的一条K空间线,直至所有K空间线填满。该方式也是目前很多教科书上所讲解的多层模式,其优势是充分利用TR的间歇期进行其他层面的信号激发和采样,大大缩短扫描时间,该方式也是目前临床应用中最常用的方式。

Single Shot:单次激发K空间填充模式,该方式应用于一些超快速的扫描序列,在一次激发后采集填满该层完整的K空间,然后再进行下一层的激发采集,例如Haste、TurboFlash序列。

Series:系列

系列参数的作用是定义在进行多层扫描时射频脉冲的激发顺序,在参数中有以下选项可供选择:

Ascending:升序激发,射频按照升序逐层或逐层块对组织进行激发,例如一个具有20层的层组,升序激发则按照1,2,3……这样的顺序依次激发各层,由于相邻层面之间可能会导致层面误激发的问题,升序激发的射频激发模式比较少应用于临床。

Descending:降序激发,射频按照降序逐层或逐层块对组织进行激发,例如一个具有20层的层组,升序激发则按照20,19,18……这样的顺序依次激发各层,由于相邻层面之间可能会导致层面误激发的问题,降序激发的射频激发模式也比较少应用于临床。

Interleaved:交错间隔激发模式,射频按照层或层组的奇数或偶数进行激发,之后在激发偶数或奇数层和层组,例如一个具有20层的层组,交错间隔激发模式就是先激发1,3,5,7..….然后再进行2,4,6,8……的激发。

Interleaved  in breath-hold:在进行多次屏气扫描时,如果选用了interleaved模式,则系统自动将所有扫描层数按照分段采集的方式进行分次屏气采集,且每次采集获得的层面是连续的。例如一个具有20层的层组,使用2次屏气扫描,则系统会根据参数设定将1-10层放置于第一次屏气扫描,11-20层放置于第二次屏气扫描。这样的好处能够防止由于屏气幅度不一致导致图像在两次采集中可能出现的错层。

接下来将进一步介绍几何Geometry参数卡的Saturation饱和子参数卡,在这个子参数卡中的各参数是利用不同的技术进行组织抑制,例如利用频率饱和的方式进行脂肪或者水信号的饱和,也可以利用饱和带技术进行背景组织的饱和。由于频率饱和技术在Contrast卡中已经进行了讲解,在这一章中不做复述,我们将介绍饱和带的各项应用及参数。

所谓饱和带就是指在空间中施加一定能量的射频脉冲使得组织在进行信号激发采集时信号降低或为零的区域,饱和带的作用是抑制组织或流动带入成像区域的信号,但是并不能抑制或矫正由于金属导致的磁场不均匀引起的金属伪影。根据饱和带的分类可以分为常规饱和带和特殊饱和带,常规饱和带就是指饱和带的目的就是为了饱和不感兴趣区域,饱和带的方向和空间位置可以自由选择;特殊饱和带的空间位置必须平行于层组以抑制成像区域外的组织或信号。

Sat. Region:常规饱和带

常规饱和带应用于饱和成像视野内不感兴趣或具有干扰的组织和信号,没有特殊的方位限制。例如在进行颈椎矢状位成像时,可以在椎体前缘施加饱和带以饱和来自颌面部的运动伪影和信号,提高图像的质量。在临床工作中,可以通过在检查Exam卡定位工具栏中增加或删除饱和带,也可以通过在饱和子参数卡的常规饱和带中点击加减来增加或删除饱和带。在常规饱和带中,最多可以增加至八条饱和带,但是需要注意增加饱和带的数量将增加TR,导致扫描时间或图像权重的变化,同时也将影响SAR。

Thickness:厚度

该参数用来定义饱和带的厚度,最小可以设置为3mm,最大150mm,默认设置为60mm。调节该参数将影响饱和的效果,饱和带的厚度越大,饱和效果越差,背景抑制的效果越差,反之则背景抑制效果越好。

Position:位置

显示饱和带中心点与磁场中心的位置关系,在临床应用中,该参数一般不直接进行调节,通过手动调节饱和带的位置抑制感兴趣区域来影响该参数。

Orientation:方位

显示饱和带的方位,默认的选项为矢状位、冠状位和轴位。通过该选项可以调节饱和带的方位。

Special sat.:特殊饱和带

特殊饱和带是指平行于扫描层面或层组的饱和带,利用该饱和带饱和成像区域外对扫描层面或层组的影响,在临床中主要应用于饱和层面外的血管信号。特殊饱和带根据应用的不同可以分为平行特殊饱和带和跟踪特殊饱和带;根据序列的不同,绝大部分序列能够添加平行饱和带,只有个别GRE序列能够选择跟踪特殊饱和带。特殊饱和带的添加或删减只能通过参数卡相应的选项进行,不能使用检查卡的定位工具栏实现。

平行特殊饱和带Parallel Sat.:平行饱和带施加于层组的外则,在扫描过程固定不移动,临床中该饱和带的意义是用于抑制扫描层面或层组外对扫描区域的干扰,如血液信号对扫描区域的干扰而产生血管搏动伪影。根据需要不同,可以在扫描层面或层组的一侧或双侧添加平行饱和带,饱和带的方位则取决于扫描层面或层组的方位,例如扫描层组的方位为横断位,则平行饱和带只能施加于头侧、或足侧或者头足侧。

跟踪特殊饱和带Tracking Sat.:跟踪饱和带施加的方位与平行饱和带是一样的,但是跟踪饱和带要求扫描的Multi-slice mode必须为Sequential,原因是跟踪饱和带是指饱和带的空间位置会随着扫描层面的移动而移动,这就要求系统先完整填满一层K空间后在进行下一层的信号激发和采集,而饱和带也将移动一个相应层厚的位置。这种饱和带在临床中的意义就是随着扫描层面的移动饱和带也将跟随移动,能够更好地抑制外部信号对扫描层面的干扰。例如在进行TOF MRA或者QISS血管成像时,利用跟踪饱和带能够抑制远心端的静脉血,采集获得来自近心端的动脉血实现不打药动脉血管成像。

Gap:间距

该参数是指饱和带距离扫描层面或层组最靠近饱和带一层的距离,默认是10mm。在临床中需要综合考虑饱和带间距对图像质量的影响,饱和带太靠近扫描层面或层组有可能导致边缘层面信号受到饱和带的误饱和而导致信号降低,饱和带太远离扫描层组则有可能导致饱和的信号还未进入扫描层面或层组,起不到饱和的效果。

Thickness:厚度

该参数指的是饱和带的厚度,和常规饱和带类似,饱和带的厚度越小对该区域饱和的效果越好,但是饱和范围越有限。饱和带的厚度越大则饱和的范围越大,但是对信号的饱和效果越差。在临床应用中可以根据血流速度的快慢综合考虑饱和带的厚度和间距。

常规Geometry参数卡最后一个子参数卡是导航Navigator,所谓导航,实际上可以理解为另外一个扫描的序列,只是该序列的分辨率很低,扫描速度很快而已,其作用是用于对运动过程的成像及监测。在临床应用中最熟悉的导航就是用于监控膈肌位置及引导序列扫描导航的膈肌导航条。在西门子磁共振成像系统中,Navigator参数卡的导航条可以分为一维和二维导航条。

Navigator:导航条

该参数在绝大部分情况下时灰色的,不能直接点击“+”“-”来增减导航条的数目。当生理Physio参数卡的PACE子参数卡Resp. Control中选择trigger,并且Scout type中选择“Liver demo scout”时Navigator参数显示为1,此时的导航条为二维导航条,即二维成像平面显示膈肌的空间位置;当生理Physio参数卡的PACE子参数卡Resp. Control中选择Gate&Follow时,导航条的数目为2,且此时两条饱和带是互相交叉的,为一维导航条,高低信号显示肺或膈肌。

Position:位置

该参数显示的是导航条与磁场中心点的位置关系。其意义与扫描层组的位置信息一样,显示导航条的中心点距离磁场中心的距离。

Orientation:方位

与扫描层组的方位信息一致,指导航条成像的扫描方位相对于全身成像系统的方位信息。

Rotation:旋转

该参数指导航条在方位方向上旋转的角度,例如在标准横断位方向上层面内旋转的角度。该参数只有0°和90°时才有意义,当90°时即为读出和相位方向旋转,其他角度没有临床意义。

FOV phase:相位编码方向的视野

该参数指的是导航条在相位编码方向上的大小,常规不建议更改。

FOV read:读出方向的视野

该参数指的是导航条在频率编码方向上的大小,常规不建议更改。

Thickness:厚度

该参数指的是导航条在层面方向上的大小,常规不建议更改。

在这一章节中讲解了与几何Geometry相关的参数,大部分参数在常规临床中修改的比较少,只有饱和带的相关参数和设定在临床中有比较广泛的应用。在后一章中我们将讲解系统System参数卡的相关参数,敬请期待!

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