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螺旋桨(PROPELLER)技术的原理及应用
周期性旋转重叠平行线采集和增强后处理重建(PROPELLER)技术是磁共振成像中一种能减少运动伪影的崭新数据采集和重建方法.该方法同时具有K空间中心部分过采样和获取人体组织内在"导航波"信息的优势,它能纠正受检对象层面内平移和旋转引起的运动伪影,以及部分层面间的运动伪影.本文就PROPELLER技术的基本原理、研究进展及临床应用进行综述.
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磁共振检查中相位频率编码方向的选用
在磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)中,不同部位及不同断面的扫描,会选用不同的相位编码方向.一般书上介绍:像素矩阵少的方向选为相位编码方向以减少扫描时间[1];组织运动度大的方向选为频率编码方向以减小运动伪影的产生[2].下面通过实验来验证它们的关系.
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胃癌的螺旋CT检查
胃癌发病率占消化系统恶性肿瘤的首位[1],胃癌的诊断通常已由内窥镜、胃肠道造影解决,早期诊断已不是难题,关键是在于判断肿瘤的期别,以便制定治疗方案,评价预后.螺旋CT扫描对于胃癌的分期具有极大的优越性,与内窥镜、钡餐造影等影像学检查方法比较,是胃癌术前分期首选的、实用和可靠的方法[2].CT不但能检出胃癌且能判断胃癌浸润的范围及深度,发现腔外肿瘤的播散,淋巴结及远处脏器的转移.螺旋CT扫描速度快,可减少呼吸运动伪影,可连续采集容积资料,在扫描结束后,进行薄层重建及多平面显示或三维重建,同时并能实现CT内窥镜(CTVE)等功能[3].目前螺旋CT对胃癌的诊断作用已得到广泛认可.
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螺旋CT曲面重建技术在肺门区病变中的应用
图1 中央型肺癌患者,平扫示右侧肺门区软组织块,右侧主支气管受压、狭窄. 图 2 同图1病人,行冠状位重建,画出曲线. 图3 同图1病人,CM PR显示支气管已经阻塞. 图4 肺结核患者,平扫示右下肺背段斑片影, 右侧中间段支气管无受压. 图5 同图4病人,行冠状位重建,画出曲线 . 图6 同图4病人,CMPR示支气管通畅.螺旋CT(Spriral CT)在胸部现已广泛应用,由于其数据的采集可在一次屏气过程中完成整个胸部的扫描,故避免因呼吸造成层面的遗漏和重叠,更可避免运动伪影,因此又称容积扫描[1]。采集的数据资料可以做回顾性的重建,因而能够获得高质量的三维重建图像(SSD)和仿真内镜技术(VE)[2,3]。但这些均需在独立工作站上完成,对机器和软件包的要求也较高。螺旋CT曲面重建技术(CMPR)因可以直接在操作台上完成,故相对方便简单,易学易用,并能为诊断提供较大的帮助。笔者就CMPR技术诊断中央型肺癌进行探讨。
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EPI序列在颅脑创伤中的应用
颅脑快速自旋回波(fast spin-echo,FSE)应用较为广泛,其成像速度仅需2~5min.但FSE对运动伪影比较敏感,特别是对不合作患者或婴幼儿.单次激发脉冲序列被称为"超快速成像",它能在更短的时间内获得高质量T2WI.这些序列包括平面回波成像(echo planar imaging,EPI)和半傅立叶采集单次激发快速自旋回波(half-Fourier acquisition single-shot turbo-SE,HASTE).EPI扫描需20~300ms,而HASTE则需320~2000ms[1].因HASTE序列主要应用于体部[1,2],本文主要讨论EPI.
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PROPELLER技术在颅脑MR成像中的临床应用价值
目的:探讨PROPELLER(螺旋浆)技术对改善颅脑MRI检查时运动伪影的临床应用价值.方法:6例健康志愿者进行静止状态、摇头和点状动作时的MRI检查,以及50例临床受检者,均行PROPELLER-T2WI和FSE-T2WI横轴面扫描.使用GE Signa HD 1.5T双梯度磁共振扫描仪.选取受检者同一层面的FSE-T2WI和PROPELLER-T2WI图像,由3位高年资的影像科医师,对其图像质量进行评价,分析图像的运动伪影和优质片率状况,采用统计学x2检验.结果:正常健康志愿者6例,选取136个层面的272幅图像进行比较,使用PROPELLER-T2WI扫描序列比采用常规FSET2WI扫描序列所获得的图像运动伪影明显减少(χ2=1012.829,P<0.001),优质图像的显示率明显提高(x2=187.049,P<0.001);临床受检者50例,选取320个层面的640幅图像进行比较,使用PROPELLER-T2WI扫描序列比采用常规FSE-T2WI扫描序列所获得的图像运动伪影明显减少(χ2=318.418,P<0.001),优质图像的显示率明显提高(x2=1047.273,P<0.001),对颅内病变的显示能力,PROPELLER-T2WI优于FSE-T2WI,PROPELLER-T2WI对小病灶显示有较好的清晰度.结论:PROPELLER-MRI解决了显著头动患者进行MRI检查提供一种可能,避免对躁动患者实施药物镇静或进行全身麻醉,PROPELLER MRI具有较高临床实用价值.
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CT扫描自动发令器的制作
图像清晰无伪影是提高CT检查诊断水平的首要条件,胸部、腹部CT检查时由于呼吸运动对图像的影响,常常易产生呼吸运动伪影,特别是对每层扫描时间比较长的机器来说这一点显得更为重要.扫描时屏气是否得当是提高胸部、腹部CT检查图像质量的关键.单靠人工发令来指挥患者屏气既不标准又有一定的劳动强度.为此笔者结合所用岛津4800TC型全身CT机制作了一套自动发令器.
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扩散张量成像技术在脊髓中的应用
脊髓是个圆柱形,具有比颅脑更加明显的各向异性,将扩散张量成像(diffusion tensor imaging,DTI)用于脊髓成像应具有更高的可行性及临床价值,然而,由于脊髓体积相对小、骨结构导致的局部磁场不均匀以及呼吸运动伪影的影响,限制了DTI技术对脊髓的应用[1,2].近年来,随着MR软、硬件技术的快速发展,使DTI对脊髓的应用成为可能.笔者拟对DTI在脊髓成像中的原理、序列及其现状进行综述.
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多层螺旋CT血管造影术
1989年,单层螺旋CT(SCT)应用于临床,开创了CT容积扫描模式,在此基础上开发的图像后处理软件,实现了CT血管造影术(CTA).CTA是一种非创伤性的评价血管系统的检查方法.SCT对主动脉、肺动脉等大血管的检查已部分取代了常规血管造影术,但在较大范围的中小血管应用有一定的局限性,主要原因有:(1)图像的Z轴分辨率低,难以克服部分容积效应和阶梯状伪影; (2)扫描速度相对较慢,图像伴有运动伪影; (3)球管热容量低,限制了扫描范围.
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双源CT Flash Spiral扫描模式在婴幼儿胸部成像中的应用
目的 探讨双源CT Flash Spiral扫描模式在婴幼儿胸部成像中的应用价值.方法 将120例拟诊为胸部疾患的婴幼儿随机分为A、B两组,A组60例(0~ 36个月),行双源CT Flash Spiral模式扫描,螺距3.0,扫描过程中患儿清醒;B组60例(0 ~36个月),行64层CT常规螺距模式扫描,螺距1.3,扫描过程中患儿处于睡眠状态.对A、B两组图像质量(运动伪影)、辐射剂量(CT容积剂量指数CTDIvol值、剂量长度乘积DLP值)及扫描时间进行对比分析.结果 A组图像质量评级优于B组(Z=-9.96,P=0.00);A组患儿的平均CTDIvol值及DLP值均小于B组(t=-45.10,P=0.00;t-43.03,P =0.00);A组扫描时间短于B组(t=-55.31,P=0.00).结论 双源CT Flash Spiral扫描模式扫描速度快、辐射剂量低,婴幼儿于清醒状态行胸部CT检查亦能获得满意图像.
关键词: 双源CT Flash Spiral 运动伪影 婴幼儿 胸部 -
高分辨率CT在肺栓塞临床诊断中的应用(附8例报告)
肺栓塞(pulmonary embolism,PE)缺乏固定的临床表现,常发生误诊或漏诊.多层螺旋CT肺动脉造影(MSCTPA)以其扫描速度快、扫描范围广、运动伪影少等优点,不但能清楚地显示中心性肺动脉栓塞,对段、亚段或更细肺动脉栓塞的诊断也有很大价值.
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用光学双标测技术探讨缺血-再灌注诱发心律失常发生机制
在多种心脏疾病包括心肌缺血、室颤及房颤等疾病中,活动电位、细胞内钙离子浓度、传导速度及活动电位期间都会发生改变。利用电压敏感染料和钙离子荧光试剂即光学标测技术可以无损伤、多位点同时记录离体心脏活动电位和细胞内钙离子浓度。本研究主要是在离体大鼠心脏上同时灌注电压敏感染料RH237(激发波长540 nm/发射波长585 nm)和钙离子荧光试剂Rhod 2-AM (激发波长540 nm/发射波长585 nm)。为了降低运动伪影,对心脏灌流blebbistatin之后,用2个CMOS相机实时记录心脏活动电位和钙离子浓度变化,然后停止灌流,诱发心脏整体缺血模型之后进行再灌注,同时记录心脏缺血期间及缺血再灌注诱发室颤时的活动电位、传导速度及钙离子浓度变化。结果表明,用RH237和Rhod 2-AM可以同时记录心脏表面活动电位和钙离子浓度,两种荧光试剂RH237与Rhod 2-AM无交叉影响。该方法是研究心律失常发生机制的强有力工具。
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基于相邻图像相似原理的4D-CT图像重建研究
目的:基于"相邻图像相似原理"实现周期运动靶区的4D-CT重建.方法:用16排螺旋CT机对自由呼吸状态下的胸腹肿瘤患者进行螺旋扫描和电影(Cine)模式扫描;用VC++程序设计语言和VIK工具包,开发了基于"相邻图像相似原理"的4D-CT重建软件系统;根据相邻图像互信息量的计算(即相似性测度),把Cine模式扫描的CT图像按相位进行了排序,并分别对不同相位的CT图像序列进行三维重建.结果:不同相位CT序列的三维重建明显地消除了运动伪影,与静态扫描重建结果相近.随时间变化的多个相位的3D-CT构成了4D-CT序列.结论:基于"相邻图像相似原理"能在普通CT上实现4D-CT重建,其重建过程不依赖于外在的呼吸监测装置、不受CT机本身的软硬件限制具有普遍适用性.
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T1 FLAIR PROPELLER序列在3.0T磁共振颅脑增强成像上对抑制各种伪影的应用
目的:探讨3.0T磁共振上利用T1FLAIRPROPELLER序列在颅脑增强成像时对消除各种血管搏动伪影及头部运动伪影和金属伪影等的应用价值.方法:对108例患者行常规头部平扫和增强检查,应用PROPELLER技术进行钆造影剂注射后的T1 FLAIR三平面扫描,与常规T1 FLAIR三平面序列进行对比,并进行图像伪影评价.结果:108例患者常规增强T1 FLAIR序列均有不同程度的血管搏动伪影,25例患者有明显的运动伪影,22例患者有金属伪影(固定义齿或手术缝合钉、钛板等),这些伪影严重影响图像质量,有部分导致诊断的假阳性判断.应用PROPELLER技术后的T1 FLAIR序列,对比发现,108例均明显消除了血管搏动伪影,106例没有明显运动伪影,22病例金属伪影均有所减轻,获得了有诊断价值的图像.两种序列图像质量有显著差异(P<0.01).结论:应用PROPELLER技术的T1 FLAIR序列,能大限度地消除头部增强扫描中的血管搏动伪影以及降低运动伪影、金属伪影,可提供更有临床诊断价值的理想图像.
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One beat冠状动脉轴扫结合Snap shot Freeze重组的应用价值:与常规屏气扫描模式对比
目的 探讨One beat冠状动脉轴扫结合Snap shot Freeze重组技术在自由呼吸冠脉扫描(CCTA)中的价值.方法 收集我院行16 cm宽体探测器One beat轴扫的冠脉CTA检查者126例,按屏气和自由呼吸分为两组,其中屏气组74例,自由呼吸52例.再根据受检者心率分为低中高三个心率组(A、B、C),其中屏气组:A1组(小于70 bpm)41例,B1组(71~85 bpm)24例,C1组(大于85 bpm)9例;自由呼吸组:A2(小于70 bpm)27例,B2组(71~85 bpm)16例,C2组(大于85 bpm)9例.所有受检者均采用手动选取佳时相并结合冠状动脉冻结技术(SSF)技术进行重组,得到运动伪影补偿前、后的图像.客观评分:分别测量屏气组和自由呼吸组冠状动脉CTA图像的主动脉弓根部CT值、噪声值、信噪比、对比度噪声比;主观评分:由2名有经验的放射科医师采用5分法对SSF前后的5组图像的右冠状动脉(RCA)、左前降支(LAD)、左旋支(LCX)进行评分.比较各分支在SSF前后图像质量的变化并比较在自由呼吸和屏气扫描下SSF后不同心率组图像质量的差异.结果 屏气组和自由呼吸组的主动脉弓根部CT值、噪声、信噪比、对比度噪声比均无明显差别(P>0.05).在使用SSF后无论在自由呼吸组还是屏气组均能够提高图像质量(P<0.05);自由呼吸组和屏气组在使用SSF后对于不同心率冠状动脉图像的质量的提升均无明显差别(P>0.05).结论 通过自由呼吸组和屏气组的主客观的比较,依赖于One beat冠状动脉轴扫结合SSF重组,自由呼吸冠状动脉扫描可以提供高质量的图像.
关键词: 冠状动脉血管成像 运动补偿算法 运动伪影 Onebeat冠状动脉轴扫描 -
心血管三维影像临床应用进展——哈佛大学医学院研究现状介绍
心血管多排CT造影目前的难题和技术进展心血管多排CT造影的主要难题包括3个方面:克服运动伪影,提高图像质量和减少放射剂量.
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颅脑MRI运动伪影的预防策略
目的 探讨颅脑MRI运动伪影产生的原因和预防策略,寻求一种能有效抑制和消除颅脑MRI运动伪影产生的方法,以提高图像质量和工作效率.方法 采用稍硬质的海绵,设计并制作了2cm×8cm×23cm,3cm×8cm×23 cm,4cm×8cm×23cm 等3种规格的海绵垫,配合使用颅脑(正交)线圈进行颅脑MRI检查.结果 采用"加垫法"行颅脑MRI检查1630例.其中,一次性扫描成功1624例(99.6%),失败6例(占 0.4%);在扫描失败的6例患者中,第2次扫描时配合使用医用绷带成功4例,失败2例.结论 采用"加垫法"行常规颅脑MRI扫描,方法 简单、可靠,可有效抑制和消除运动伪影的产生,提高图像质量和工作效率.
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结肠充气状态下多层螺旋CT低剂量扫描技术
随着医学影像的不断发展,多层螺旋CT已广泛运用,它不仅具有较高的纵轴分辨力、较快的扫描速度,而且能采集较大的解剖范围而无呼吸运动伪影,这为拓宽CT在结肠检查方面的运用莫定了基础,其价值已日益受到临床和影像学的关注,尤其是仿真内窥镜技术的使用,使CT不仅能观察肠壁、肠腔及邻近脏器的病变,且可以观察肠黏膜的改变,对5 mm以下的结肠病变,检出率达100%[1].这使结肠检查在寻求一种方便、安全、诊断准确率高的检查方法有重要意义.
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MRI快速成像技术的临床应用进展
MRI成像技术应用于临床已有20多年,其高对比度,任意方位断层,无骨伪影,无创性及分子生物学和组织学的信息使影像诊断的临床应用范围,诊断准确性得到极大的拓展和提高.但常规的MRI成像技术如SE(自旋回波)序列,成像速度慢,至少需10~20min才能获得具有解剖学精度的脑组织影像,图像质量易受运动伪影影响,使MRI技术应用范围和诊断受到限制,如在肺和腹部的临床应用价值有限,一些疾病的早期诊断(如缺血性脑卒中早期诊断)应用受限.近年来,随着新的MRI快速成像技术的发展成熟,提供的影像信息更丰富,促进了MRI的临床应用,现就这些新的MRI快速成像技术的临床应用进展作一综述.
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改进的磁共振回顾式呼吸导航门控技术
腹部成像是磁共振成像(MRI)的一个重要应用领域,但呼吸运动导致的伪影依然是其面临的主要问题.回顾式呼吸导航门控技术可以有效地抑制呼吸运动伪影,然而过长的扫描时间和很低的信噪比效率严重制约了这种技术的临床应用.本文提出了一种改进的回顾式呼吸导航数据采集和重建方法,该方法采用了变过采集率的数据采集方法和加权平均的重建算法.水模和7名志愿者的成像结果表明,相同的扫描时间,改进方法和传统方法相比,可以有效提高图像的信噪比以及减少图像伪影.该方法也可在不影响图像质量的前提下减少扫描时间.