Wpływ szumu i jakości sygnału na pomiar czasu relaksacji podłużnej T1

• Autorzy: Truszkiewicz Adrian , Aebisher David , Bartusik-Aebisher Dorota

Warianty tytułu

EN

Effect of noise and signal quality on the measurement of longitudinal relaxation time T1

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Rezonans magnetyczny należy do najbardziej dynamicznie rozwijających się modalności w diagnostyce obrazowej. Nowe sekwencje, jak i nowe algorytmy rekonstrukcji danych znacznie zmieniają tę diagnostykę, dając jej nowe możliwości. Mimo iż MR pozwala na uzyskanie odpowiedzi na znakomitą większość pytań stawianych dzisiejszej diagnostyce, nie jest wolny od wad i artefaktów. Niniejsza praca skupia się na wpływie szumu i jakości sygnału na wyniki określania czasu relaksacji podłużnej. Zakłócenia są nieodłącznym czynnikiem występującym w każdej metodzie pomiarowej. Ich wpływ nierzadko potrafi postawić pod znakiem zapytania uzyskane wyniki. Pomijanie czynnika, jakim jest szeroko pojęte zjawisko szumu, powoduje narażenie eksperymentu badawczego na niepowodzenie lub też na poważne błędy. Z punktu widzenia prowadzenia pomiarów rezonans magnetyczny jest bardzo skomplikowanym i podatnym systemem pomiarowym na występowanie różnorakich czynników zakłócających. Począwszy od niemożliwych do redukcji czynników związanych z konstrukcją aż po czynniki wynikłe ze stosowanych przez technika lub lekarza protokołów i sekwencji wszystkie one wpływają na uzyskany obraz. W pracy skupiono się na jednym z wielu czynników, jakim są zakłócenia, które mają swoje podłoże zarówno w samej metodzie, sprzęcie, jak również w protokołach badawczych. Analizowano wpływ jakości sygnału w kontekście stosunku s ygnał–szum (SNR), opierając się na dedykowanym fantomie.

EN

Magnetic resonance imaging is one of the most dynamically developing modalities in diagnostic imaging. New sequences as well as new data reconstruction algorithms significantly change this diagnostic, giving it new possibilities. Although MR allows you to get answers to the vast majority of questions posed in today’s diagnostics, it is not free from defects and artifacts. This paper focuses on the effect of noise and signal quality on the results of determining the longitudinal relaxation time. Noise is an inherent factor in any measurement method. Their influence can often call into question the obtained results. The omission of the factor which is the broadly understood noise phenomenon exposes the research experiment to failure or serious errors. From the point of view of conducting measurements, MRI is a very complicated and susceptible measurement system to the occurrence of various disturbing factors. From the non-reducible factors related to the design to the factors resulting from the protocols and sequences used by the technician or physician, they all influence the obtained image. The work focuses on one of the many factors, which are disturbances, which have their basis both in the method itself, in the equipment as well as in research protocols. The effect of signal quality in the context of the signal-to-noise ratio (SNR) was analyzed based on a dedicated phantom.

Słowa kluczowe

PL

czas relaksacji T1; rezonans magnetyczny; szum; jakość obrazowania

EN

T1 relaxation time; magnetic resonance imaging; noise; imaging quality

• Wydawca: Indygo Zahir Media
• Czasopismo: Inżynier i Fizyk Medyczny
• Rocznik: 2021
• Tom: Vol. 10, nr 3
• Strony: 205--209
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Truszkiewicz Adrian

• Zakład Fotomedycyny i Chemii Fizycznej, Kolegium Nauk Medycznych, Uniwersytet Rzeszowski, al. mjr. W. Kopisto 2a, 35-959 Rzeszów

autor

Aebisher David

• Zakład Fotomedycyny i Chemii Fizycznej, Kolegium Nauk Medycznych, Uniwersytet Rzeszowski, al. mjr. W. Kopisto 2a, 35-959 Rzeszów

autor

Bartusik-Aebisher Dorota

• Zakład Biochemii i Chemii Ogólnej, Instytut Nauk Medycznych, Kolegium Nauk Medycznych, Uniwersytet Rzeszowski, ul. Warzywna 1A, 35-310 Rzeszów

Bibliografia

• 1. N. Ohno, T. Miyati, Y. Niwa, H. Kan, S. Ishida, H. Kasai, Y. Shibamoto, T. Gabata: Novel practical SNR determination method for MRI using double echo with longest second echo time (DELSET), The British journal of radiology, 91(1086), 2018, 20170652. https://doi.org/10.1259/bjr.20170652.
• 2. K. O’Regan, P. Filan, N. Pandit, M. Maher, N. Fanning: Image quality associated with the use of an MR-compatible incubator in neonatal neuroimaging, Br J Radiol., 85(1012), 2012, 363-367, doi: 10.1259/bjr/66148265. PMID: 22457402; PMCID: PMC3486674.
• 3. M.C. Steckner: A simple method for estimating the noise level in a signal region of an MR image, Med Phys., 37(9), 2010, 5072-5079.
• 4. H.M. Klein: Low-Field Magnetic Resonance Imaging, Rofo, 2020, 192(6), 537-548, doi: 10.1055/a-1123-7944. Epub 2020 May 12. PMID: 32396945.
• 5. A. Truszkiewicz, B. Kwiatkowski, B. Bartusik-Aebisher: Cewka odbiorcza do badania hodowli komórkowych w średniopolowym systemie rezonansu magnetycznego o indukcji pola 1.5T, Inżynier i Fizyk Medyczny, 9, 2020, 249-257.
• 6. A. Truszkiewicz, D. Aebisher, D. Bartusik-Aebisher: Składowe ośrodka jako czynnik zakłócający wynik pomiaru czasu relaksacji T1, Inżynier i Fizyk Medyczny, 9, 2020, 391-395.
• 7. D.K. Sodickson, M.A. Griswold, P.M. Jakob, R.R. Edelman, W.J. Manning: Signal-to-noise ratio and signal-to-noise efficiency in SMASH imaging, Magn Reson Med., 41(5), 1999, 1009-1022, doi: 10.1002/(sici)1522-2594(199905)41:5<1009::aid-mrm21>3.0. co;2-4. PMID: 10332885.
• 8. P. Kellman, E.R. McVeigh: Image reconstruction in SNR units: a general method for SNR measurement, Magn Reson Med., 54(6), 2005, 1439-1447, doi: 10.1002/mrm.20713. Erratum [in:] Magn Reson Med., 58(1), 2007, 211-212. PMID: 16261576; PMCID: PMC2570032.
• 9. L. Kaufman, D.M. Kramer, L.E. Crooks, D.A. Ortendahl: Measuring signal-to-noise ratios in MR imaging, Radiology, 173(1), 1989, 265- 267, doi: 10.1148/radiology.173.1.2781018. PMID: 2781018.
• 10. J. Yu, H. Agarwal, M. Stuber, M. Schär: Practical signal-to-noise ratio quantification for sensitivity encoding: application to coronary MR angiography, J Magn Reson Imaging, 33(6), 2011, 1330-1340, doi: 10.1002/jmri.22571. PMID: 21591001; PMCID: PMC3098458.
• 11. F.L. Goerner, G.D. Clarke: Measuring signal-to-noise ratio in partially parallel imaging MRI, Med Phys., 38(9), 2011, 5049-5057, doi: 10.1118/1.3618730. PMID: 21978049; PMCID: PMC3170395.
• 12. A. Ikeda, K. Yoshikawa: Consideration on SNR in Synthetic MRI, Nihon Hoshasen Gijutsu Gakkai Zasshi, 75(2), 2019, 160-166, doi: 10.6009/jjrt.2019_JSRT_75.2.160. PMID: 30787222.
• 13. J.P. Marques, F.F.J. Simonis, A.G. Webb: Low-field MRI: An MR physics perspective, J Magn Reson Imaging., 49(6), 2019, 1528-1542, doi: 10.1002/jmri.26637, Epub 2019 Jan 13. PMID: 30637943; PMCID: PMC6590434.
• 14. F.T. Gassert, F.G. Gassert, G.J. Topping, E.J. Rummeny, M. Wildgruber, R. Meier, M.A. Kimm: SNR analysis of contrast-enhanced MR imaging for early detection of rheumatoid arthritis. PLoS One, 14(3), 2019, e0213082, doi: 10.1371/journal.pone.0213082. PMID: 30822342; PMCID: PMC6396898.