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MRI图像信噪比提高技术
MRI图像处理技术是数字图像处理在生物医学工程中的重要应用,是数字图像处理技术与核磁共振成像相结合的产物,不仅推动了核磁共振成像技术进一步的研究与发展,同时也为数字图像处理技术提出了新的挑战.由于MRI图像中的信息对医疗诊断特别重要,因此如何利用数字计算机与数字图像处理理论对被噪声污染的图像进行降噪处理便成为了MRI图像处理的中心任务.本文主要分析了MRI图像中的各种噪声源,以及各自降噪技术的研究进展.
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生物电检测中Laplacian电极的参数设计
通过理论推导并结合工程实践,分析了Laplacian电极的各个参数对电极性能以及测量精度的影响,指出了一些设计中必须遵循的原则.并在此基础上,提出了一套基于误差分析和放大器噪声水平的参数评估标准.还特别指出,在工程计算中,取圆环电极的内径作为Laplacian电极的有效半径更有利于减小误差.同时,在被测信号过于微弱的情况下,可以适当增加电极的有效半径,以提高信噪比.
关键词： 体表Laplacian电位标测图 生物电活动 同心双极电极 信噪比 -
人工神经网络预滤波的自适应运动心电信号增强器
运动心电图是一种将人体对象置于非平静状态下检测到的心电信号,其特点是运动导致基线严重漂移,肌电干扰显著增加,信噪比低.介绍了一种用人工神经网络预滤波的自适应运动心电信号增强器.运用人工神经网络的非线性和自适应处理的跟踪特性有机地结合设计而成.能降低噪声,提高信噪比,有效地提取运动心电信号.
关键词： 运动心电图 非线性自适应信号增强器 信噪比 多层前馈人工神经网络 -
利用空间饱和技术提高杏仁体波谱质量
目的 探讨利用空间饱和技术提高杏仁体波谱质量的方法.方法 研究纳入22例健康志愿者,采用3.0T磁共振仪和点分辨波谱序列(TR/TE=1500 ms/30 ms)对杏仁体行单体素质子磁共振波谱分析.在感兴趣区周围施加饱和带前及施加饱和带后用相同参数分别扫描一次,并比较两组波谱的肌酸信噪比(Cr-SNR)、抑水百分数、半高全宽(FWHM)和均方根噪声(RMS noise)的差异.结果 施加饱和带前、后杏仁体波谱的Cr-SNR分别为15.506±6.623、22.935±7.270,提高了47.9%±24.94%;抑水百分数分别为93.888%±1.079%、95.722%±0.461%,提高了1.95%±0.68%,差异均有统计学意义(P＜0.001).施加饱和带前、后杏仁体波谱的水峰FWHM分别为7.00±1.113、6.82±1.181,缩小2.57%±1.12%;RMS noise分别为0.606±0.0615、0.589±0.0470,减少2.81%±1.68%,差异无统计学意义(P＞0.05).结论 施加饱和带可以提高杏仁体波谱的SNR,并有助于改善抑水程度,从而在不增加扫描时间的前提下显著提高波谱质量.
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3D-FFE-SPIR与3D-FFE-WATS序列在膝关节软骨成像中的对比研究
目的:探讨膝关节MR软骨成像优化序列.方法:采用3D-FFE-SPIR、3D-FFE-WATS序列对16名健康志愿者行矢状位扫描,计算并比较两种序列下关节软骨、骨髓、滑液、肌肉信噪比(SNR)以及软骨与周围组织间的对比噪声比(CNR).另外,对52个于检查后1周内做了关节镜(或者手术)检查与治疗的膝关节为观察对象,以关节镜诊断结果为金标准,计算并比较两序列诊断膝关节软骨病变的敏感性、特异性及准确性.结果:两种序列(3D-FFE-SPIR、3D-FFE-WATS)下膝关节软骨SNR值分别为152.07±24.91、131.08±29.21,其数据差异无统计学意义(P＞0.05)；两序列下骨髓SNR分别为17.27 ±2.78、19.9±1.95,其数据差异无统计学意义(P＞0.05)；两序列下滑液SNR分别为73.03±12.25、76.59±12.48,其数据差异无统计学意义(P＞0.05)；两序列下肌肉SNR分别为90.86±18.62、93.1±18.92,其数据差异无统计学意义(P＞0.05).两序列下软骨/骨髓CNR分别为135.39±22.26,121.88±27.40,其数据差异无统计学意义(P＞0.05)；不同序列下软骨/滑液CNR分别为79.64± 14.32、75.22±18.33,数据差异无统计学意义(P＞0.05)；两序列软骨/肌肉CNR分别为61.81±9.81、38.91±11.68,数据差异有统计学意义(P＜0.05).3D-FFE-SPIR.序列诊断关节软骨病变的敏感性、特异性、准确性分别89.4％、91.7％、93.6％; 3D-FFE-WATS序列诊断关节软骨病变敏感性、特异性、准确性分别为90.2％、98.8％、95.2％.结论:3D-FFE-SPIR及3D-FFE-WATS序列是显示膝关节软骨和诊断关节软骨病变的优秀序列,3D-FFE-WATS序列扫描时间比3D-FFE-SPIR序列短、对磁场变化不敏感,因此是膝关节软骨成像的优化序列.
关键词： 关节软骨 3D-FFE-SPIR 3D-FFE-WATS 信噪比 对比噪声比 -
瞬态诱发耳声发射在新生儿听力筛查中的应用
耳声发射是一种产生于耳蜗,经听骨链及鼓膜传导释放入外耳道的音频能量.以短暂声刺激诱发产生的耳声发射称为瞬态诱发耳声发射.该检查方法客观、敏感、无创,在新生儿的听力筛查中具有较大的应用价值.现就瞬态耳声发射及其在新生儿听力筛查中的应用进行综述.
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自由呼吸与屏气弥散加权成像在腹部实性脏器运用的差异分析
目的 比较自由呼吸(FB)与屏气(BH)弥散加权成像(DWI)在腹部实性脏器运用中的差异.方法 纳入128名接受腹部MRI检查的患者,均接受FB--DWI和BH-DWI序列扫描,测定正常腹部实性脏器(肝脏、胰腺、脾脏和肾脏)的表观扩散系数(ADC)和信噪比(SNR)值.结果 腹部实性脏器的ADC值在FB--DWI和BH-DWI序列之间比较差异无统计学意义(P＞0.05),而其SNR在两序列之间差异具有统计学意义,且FB-DWI比BH-DWI序列的SNR高(P＜0.001).结论 FB-DWI不仅对腹部实性脏器ADC值的测量无影响,而且能降低图像噪声并能提高信噪比,可在临床推广应用.
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OCT联合分离格栅视觉诱发电位在POAG诊治中的应用
目的:分析光学相干断层扫描(OCT)联合分离格栅视觉诱发电位(Ic-VEP)在原发性开角型青光眼(POAG)诊治中的应用价值.方法:前瞻性队列研究.选取2014-10/2018-05就诊我院的可疑青光眼患者32例32眼、早期POAG患者30例30眼、中晚期POAG患者25例25眼及正常人30例30眼,所有纳入人员均进行OCT、Ic-VEP、视野检查,对结果进行分析.结果:Ic-VEP在早期POAG组敏感性为83％,特异性为93％;信噪比(SNR)组间两两比较,8％SNR:早期POAG组与可疑青光眼组差异无统计学意义(P>0.05),其余组间差异均有统计学意义(P<0.05);16％SNR及32％SNR:正常组与中晚期POAG组比较、可疑青光眼与中晚期POAG组比较、早期POAG组与中晚期POAG组比较,差异均有统计学意义(P<0.01),其余组间差异均无统计学意义(P>0.05).四组视网膜神经纤维层厚度(RNFL)参数均随病情加重变薄,各组间差异均有统计学意义(P<0.05).四组视野平均缺损(MD)逐渐减小,可疑青光眼组与正常组差异无统计学意义(P=0.08),其余组间差异有统计学意义(P<0.05).8％SNR、平均RNFL及MD的ROC曲线下面积在可疑青光眼组分别为0.824、0.846、0.661;在早期POAG组分别为0.898、0.969、0.889.结论:OCT与Ic-VEP对POAG的早期变化有较高的诊断能力,并能评估视神经的损伤程度,可联合用于POAG的早期诊断和病情评估.
关键词： 原发性开角型青光眼 视网膜神经纤维层厚度 分离格栅模式 信噪比 视觉诱发电位 -
视觉诱发电位分离格栅模式在早中期青光眼诊断中的应用
目的：了解视觉诱发电位分离格栅模式( Ic-VEP)对早中期青光眼的诊断效能、灵敏度、特异度以及Ic-VEP结果与黄斑区GCC厚度检查的一致性。
方法：收集北京爱尔英智眼科医院2014-10/2016-10门诊就诊的原发性开角型青光眼患者和同期正常对照者。所有受试者均进行眼科常规前节、眼底检查,压平眼压测量,Humphery 24-Ⅱ中央30°视野检查,Topcon OCT行视盘神经纤维层厚度和黄斑区节细胞复合体( GCC)检查及柯谛亚电生理仪分离格栅模式定性检查。计算Ic-VEP诊断原发性开角型青光眼的敏感性、特异性和ROC曲线下面积。
结果：Ic-VEP 检测原发性开角型青光眼的敏感性为82%,特异性为92%, ROC 曲线下面积为0.872。 Ic-VEP与中期青光眼患眼黄斑区节细胞复合体( GCC)损害的一致性较好( Kappa值=0.75)。
结论：Ic-VEP是一种新型的诊断早中期青光眼的有效指标。 -
振荡电位在糖尿病视网膜病变中的诊断价值
目的:用现代临床流行病学的方法评价视网膜电图的振荡电位(OPs)在糖尿病视网膜病变(DR)中的诊断价值.方法:选择89例(174眼)糖尿病患者进行散瞳眼底检查,按国内DR分期标准将患者分成眼底无改变组(组2),单纯型DR改变组(组3)和增生型DR改变组(组4).选择34例(62眼)非糖尿病白内障术后正常眼作为对照组(组1).对所有眼进行振荡电位的测定.结果:振荡电位的振幅总和(OPs)随着糖尿病视网膜病变的发展而下降.经t检验,组3与组4,组1与组4和组2与组4的差异有统计意义(P＜0.05).振荡电位的信噪比(SNR)随着糖尿病视网膜病变的发展而下降.经t检验,除组1与组2处于临界值外(P＝0.076),各组间均值差异均有统计意义(P＜0.05).从ROC曲线上看,OPs曲线下面积为0.633,SNR曲线下面积为0.732,SNR的灵敏度、特异度都要高于OPs.结论:振荡电位的信噪比(SNR)比振幅总和(OPs)在糖尿病视网膜病变中的诊断价值更大.
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磁共振扩散加权成像对直肠癌的显示及其恶性程度评估的初步研究
目的 本研究旨在选择直肠癌扩散加权成像(DWI)的合适b值,并探讨DWI成像的表观弥散系数(ADC)值在肿瘤恶性程度预测方面的价值.方法 对首诊直肠癌的40例患者行前瞻性MR扫描研究.采用单次激发SEEPI序列,取0 s/mm2和500、800 s/mm2与1 000 s/mm2 3组b值行MR扩散加权成像,获得各b值下直肠癌病变的DWI图、ADC图及指数化ADC(eADC)图.结果 不同b值的DWI图像上,直肠癌病变均表现为高信号,并且随着b值的升高,病变信号强度下降;不同b值下,病变ADC值不同;同一b值下,不同分化程度间病变的ADC值不同;经ROC曲线分析,各b值下,病变的ADC值均可作为评估肿瘤分化程度的有效指标,且以选取b值为1 000 s/mm2时,曲线下面积大,即诊断效能高,ADC值的佳阈值为0.600×10-3mm2/s.结论使用b值为1 000 s/mm2的DWI序列检查利于直肠癌病变的早期诊断.DWI表现及所测得的ADC值在一定程度上能够反映肿瘤的分化状况,有助于术前预测肿瘤的恶性程度.
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不同级别Karl迭代重建算法对胸部CT图像质量及噪声的价值
目的 探讨新型不同等级(1~9 级)Karl 原始数据迭代重建法对胸部 CT 图像噪声及质量的价值,找到优迭代等级.方法 对本院 34 例胸部CT扫描患者图像进行 1~9 级Karl迭代算法与传统的滤波反投影法(FBP)数据重建,比较以上各组间肺动脉分叉水平图像的主动脉CT值、测量标准差(SD)、信噪比(SNR)及图像对比噪声比(CNR).2 名诊断医师采用双盲法对图像质量进行主观评分.结果 应用Karl迭代算法较传统的 FBP,SD值显著减低(P＜0.05),SNR 及 CNR 值显著升高(P＜0.05),主动脉图像CT值无显著差异(P＞0.05);逐渐增加Karl迭代级别,SNR值呈线性增高,SD值呈线性减低;应用Karl迭代算法较传统的FBP 图像质量评分有显著性差异(P＜0.05),其中Karl 5 图像质量评分高,Karl 9 图像噪声低.结论 与FBP迭代重建算法相比较,在胸部扫描中Karl迭代重建算法能够明显降低图像噪声,提高图像质量,其中Karl 5 图像质量评分高,Karl 9图像噪声低.
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茶为口服负对比剂在磁共振胰胆管造影中的应用评估
目的 探讨以茶叶(中国日照绿茶)为原料研制的磁共振口服胃肠道对比剂的作用机制,评估茶对比剂在磁共振胰胆管造影(MRCP)中的可行性及应用价值.方法 经体外试验确定适宜的茶对比剂浓度为(12.04±0.22) mg/L(锰含量).选择30例志愿者对口服茶对比剂前后MRCP图像自身对照,观测胃肠道信噪比变化及以胰胆管解剖结构为对象的MRCP图像质量的改善情况.采用配对t检验,使用SPSS 18.0软件进行统计学分析.结果 30例受检者服用对比剂后,胃十二指肠充盈达100％.行MRCP时,可有效抑制胃肠道高信号伪影.结论 口服茶对比剂易于接受,安全性好,性能稳定,有助于改善MRCP图像质量,是一种安全有效的胃肠道阴性对比剂.
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3.0T MR LAVA序列在上腹部检查的优势
目的 探讨3.0T MR LAVA序列多期动态增强扫描对上腹部病变检出率的优势.方法 对42例临床怀疑肝脏占位患者行MR检查,15例无肝脏病变患者作对照.常规MR T_1WI和T_2WI扫描,包括T1WI 2D和3D FSPGR序列,增强采用LAVA屏气动态多期扫描.分别对2D和3D及LAVA序列图像对病灶检出率进行比较分析,并测量肝、脾的信噪比等情况.结果 LAVA序列对42例肝脏病变患者做多期增强扫描后发现68个病灶,其显示率达100%,对病灶定性诊断准确率达95.6%(65/68).3D T_1WI FSPGR序列增强扫描对病灶显示率为91.2%(62/68),对病灶定性准确率为76.5%(52/68).2D T_1WI FSPGR序列病灶显示率为89.7%(61/68),对病灶定性准确率为70.6%(48/68).15例正常肝、脾组织,使用不同序列测量所得信噪比为:平扫LAVA肝29.68±2.31,脾36.21±3.67,2D肝46.21±5.32,脾58.75±4.68,3D肝19.79±2.23,脾23.36±2.14.增强LAVA肝41.75±5.13,脾57.96±6.13,2D肝56.33±5.63,脾63.21±5.32,3D肝29.05±4.68,脾46.37±5.17.结论 LAVA序列多期动态增强扫描对肝脏病灶的显示及肝血管显示方面较常规2D和3D序列优越.
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MR图像信噪比不同测试方法对比研究
目的 比较AAPM单幅图像法、ACR单幅图像法和AAPM/NEMA 2幅图像法进行磁共振图像信噪比测量的优、缺点.方法 利用理论分析和体模实验验证的方法 比较不同信噪比测量方法 差异.结果 AAPM单幅图像测量方法 快速、简洁,其对噪声由于包含结构噪声产生过估计.ACR单幅图像法在一定程度上降低了结构噪声,但是也产生了一定程度的噪声欠估计.AAPM/NEMA 2幅图像可将系统结构性噪声排除,但是系统不稳定时,会导致信噪比值的下降.结论 不同方法 测量信噪比的结果 可反映设备不同方面的质量状况,测试人员可以结合多种测量方法 的结果 对MR的性能状态作出更为全面、准确的评估.
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低剂量钆对比剂3D CE-MRA 与 DSA 对肾动脉狭窄病变的诊断价值
肾动脉狭窄(renal artery stenosis,RAS)多由动脉粥样硬化、纤维肌发育不良及大动脉炎引起[1],是继发性高血压常见的原因,可能会导致严重的肾功能损害[2]。数字减影血管造影(digital subtraction angiography,DSA)仍被认为是诊断与评价周围动脉病变的金标准,但因碘对比剂存在肾功能损害、射线损伤、高费用及创伤性等缺点,其应用逐步被磁共振血管成像(magnetic resonance angiography,MRA)代替[3]。三维增强磁共振血管成像(3D CE-MRA)克服了传统 MRA 的不足,其以无辐射、准确、安全的优点广泛应用于临床[4]。3D CE-MRA 是利用极短的 TR 和 TE 的快速梯度扫描序列,向血管内注入顺磁性对比剂,使血液的 T1弛豫时间明显变短而呈现高信号,达到血管成像的目的。3.0T 磁共振临床多应用于神经血管成像,凭借更高的信噪比,短的扫描时间,可获得更清晰的图像[5],钆对比剂量多为0.1~0.2 mmol/kg。但研究发现高剂量钆对比剂可能与肾源性系统性纤维化(NSF)有一定关系,且90%钆对比剂引起 NSF 患者剂量多>0.1 mmol/kg[6],因此,降低钆对比剂用量可降低其潜在的不良反应。3.0T MR 较1.5T MR 具有更高的信噪比与时间分辨率,提高图像质量,使降低对比剂量成为可能。本研究探讨低剂量钆对比剂3.0T MR 3D CE-MRA 对 RAS 的诊断价值。
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脊柱脊膜膨出患儿MRI摆位方法的改进
脊柱脊膜膨出患者大部分是婴幼儿,由于脊膜膨出常致腰骶部位有一肿大的包块,特别是＞6 cm的肿块,造成常规摆位困难及R1线圈难以使用,信噪比降低,使得质量不佳.
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开放式头线圈膝关节成像的应用价值
磁共振发射/接收表面线圈的使用原则一般是专用表面线圈做特定的部位,这样能保持图像较高的信噪比[4],但要求每个人体部位都用专用线圈耗资太大,何况有些部位专用线圈在实际运用中很少用到,在不影响诊断的情况下,只要线圈空间允许,适合扫描部位摆放,一个专用线圈作多部位扫描是可行的,我们用头线圈及开放式头线圈作膝关节扫描取得良好效果.
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部分MR参数对信噪比影响实验研究
目的研究部分参数对信噪比的影响.方法利用Magphan体模在1.5T、0.5T和0.23T MRI设备上进行实验.改变的扫描参数有NEX、扫描矩阵和层厚.评价信噪比随扫描参数的变化是否符合信噪比规律.结果 (1)高场设备A和B在自旋回波序列下信噪比随NEX变化与理论值相比,误差偏差较大,高场设备C和低场设备F误差较小;设备B在快速自旋回波序列下信噪比随NEX的关系基本符合信噪比理论规律.(2)信噪比随扫描矩阵的变化与理论值存在一定误差,小矩阵下实验结果低于理论值,大矩阵下则高于理论值.(3)小层厚扫描实验结果与理论值接近,扫描层厚>5 mm时,实验结果与理论值误差较大.结论在依据MRI信噪比理论的前提下,应根据设备实际运行特点选择扫描参数以使图像优.
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用于电阻抗多频及参数成像数据采集系统的正交序列解调法
目的研究一种用于电阻抗多频及参数成像数字采集系统的具有高抗噪性能和快速的解调方法. 方法提出一种新解调方法正交序列解 调法,通过构造一对正交的正弦序列,计算所采序列与这两个序列的内积,从而得出相应频率成分的实部和虚部. 结果在n频 率成分,每周期采样点为N的情况下,从采样结束到解调完成共需2n次加法和2n次乘法运算 ,随机噪声可被衰减(N/2)1/2倍.除特定频率点外,高次谐波被有效抑制. 结论正交序列 解调法具有系统资源占用少、计算速度快、抗噪性强的优点,满足电阻抗多频及参数成像数字采集系统的需要.
