SNR and scan parameters

SNR and Scan Parameters

Trò chơi trao đổi

SNR

Độ phân giải

Thời
gian
chụp

Aicũng muốn phần nhiều về mình
2
GE Title or job number
12/25/2016

MỘTSỐYẾUTỐCHÍNH
• SNR

và

Bề dày lát cắt (slicethickness)

• SNR

và

Trường chụp FOV(fieldofview)

• SNR

và

Matrận tần số (frequencymatrix)

• SNR

và

Matrận pha (phasematrix)

• SNR

và

PhaseFOV

• SNR

và

Băng thông thu nhận (ReceiveBandWidth)

• SNR

và

Số lần thu hình lặp lại (NEX)

• SNR

và

Khối ghi hình 3D(Locs perslab)

• SNR

và

Khoảng cách giữa các lát cắt (Spacing)
3
GE Title or job number
12/25/2016

1/
GE /


SNRlà gì?
• SNR là tỷ lệ Tín hiệu/Nhiễu
• Đây là giá trị tương quan trực tiếp đến chất lượng hình,nếu
SNRthấp,hình sẽ hạt và đôi khi đạt yêu cầu để chẩn đoán bệnh

FOV
SNR∝

FOV
SNR∝

２

２

×

Thk

Freq

×

× Thk ×
Freq

×

×

NEX

Phase ×

NEX
Phase ×

×

P-FOV

2DFT

Bｗ

×

P-FOV

×

Locs

3DFT

Bｗ

FOV： fieldofview
Thk： SliceThickness
NEX： No.of Excitations
P-FOV： PhaseFOV
Freq: Frequencyencording matrix
Phase： Phaseencording matrix
Bw：
Bandwidth
Locs： Locs perSlab

4
GE Title or job number
12/25/2016

Một số định nghĩa về độ phân giải

Pixel:điểm ảnh trên hình 2D
Voxel:thể tích ảnh trên hình 3D
• Tín hiệu đến từ proton,càng nhiều protoncàng nhiều tín hiệu
• Voxelcũng như ly chứa nước,voxelcàng lớn,nước càng nhiều
• Voxelcàng lớn,độ phân giải giảm

Lynào chứa nhiều nước hơn?

5
GE Title or job number
12/25/2016

Một số định nghĩa về độ phân giải

Pixellớn,độ phân giải thấp

Pixelnhỏ,độ phân giải cao

6
GE Title or job number
12/25/2016

2/
GE /


• SNRvsBề dày lát cắt (slicethickness)
5mm

10mm

2mm

Slice thickness

SNR∝SliceThickness

10mm

5mm

2mm

SNR 100%

SNR 50%

SNR 20%

Slice thickness

Dày

Mỏng

SNR

Tăng

Giảm

Độ phân giải
không gian

Giảm

Tăng

Khoảng chụp

Lớn

Nhỏ
7
GE Title or job number
12/25/2016

Chỉ thay đổi bề dày lát cắt,các thông số khác giữ nguyên

Slicethicknessislarge
Lát cắt
Dày hơn

Lát cắt Mỏng hơn

SNR

1
1

• Voxellớn hơn,chứa nhiều protonhơn,nhiều tín
hiệu hơn
• Voxellớn,nguy cơ bị xảo ảnh thể tích từng phần
(throughplanpartialvolumeeffect)

0.5
0.5

0
5mm

10mm

Linearrelationship
8
GE Title or job number
12/25/2016

Hiệu ứng thể tích một phần – Partialvolumeeffectthroughplan
• Hình MRIthể hiện tín hiệu trung bình của cả voxel,dođó sẽ cho tín hiệu xám
• Mặc dù các cấu trúc nhỏ bên trong voxelcó cường độ tín hiệu khác biệt nhau
rõ rệt.Dovậy chỉ khi có bề dày lát cắt thích hợp mới nhận thấy được khác biệt

10mm

5mm

10mm

5mm

9
GE Title or job number
12/25/2016

3/
GE /


• SNRvà trường chụp FieldofView(FOV)
24cm

14cm

18cm

FOV

SNR∝ FOV2

24cm

18cm

14cm

SNR 100%

SNR 56%

SNR 34%

FOV

Lớn

Nhỏ

SNR

Tăng

Giảm

Độ phân giải
không gian

Giảm

Tăng
10
GE Title or job number
12/25/2016

Chỉ thay đổi FOV,các thông số khác giữ nguyên
SNR

1

1

0.56
0.5
FOVlớn

FOVnhỏ

0
18cm

Kích thước Voxel
FOVfrequency
Matrixfrequency

x

24cm

FOV（cm）

FOVphase
Matrixphase

x

Bề dày lát cắt

• Kích thước voxeltăng khi tăng FOV=>SNRtang
• Kích thước voxeltăng =>độ phân giải giảm
• Tăng ảnh hưởng của hiệu ứng thể tích một phần

11
GE Title or job number
12/25/2016

Hiệu ứng thể tích một phần – Partialvolumeeffect(in-plan)
40 cm

40cm

• Voxelcàng lớn,càng dễ bị hiệu ứng
thể tích một phần.
• Voxelnhỏ,độ phân giải tốt hơn,
phát hiện thương tổn nhỏ tốt hơn.

10 cm pixel res

5 cm pixel res

12
GE Title or job number
12/25/2016

4/
GE /


• SNR và matrận tần số (FrequencyMatrix)
512

192

256
Hướng mã hóa tần số

Hướng mã hóa pha

Ma trận tần số (frequency matrix)

1

SNR ∝

Frequency encoding matrix

512

256

192

SNR 71%

SNR 100%

SNR 115%

Ma trận tần số

Lớn

Nhỏ

SNR

Giảm

Tăng

Độ phân giải
hướng frequency

Cải thiện

Giảm
13
GE Title or job number
12/25/2016

Chỉ thay đổi matrận tần số (frequency matrix),các thông số khác giữ nguyên
Frequency
direction

Phasedirection

Matrận tần số nhỏ hơn

Matrận tần số lớn

SNR

• Tăng matrận tần số =>voxelnhỏ hơn =>
SNRgiảm
• Voxelnhỏ hơn =>cải thiện độ phân giải
không gian

1.5
1
1

0.71

0.5
0

Frequency matrix

14
GE Title or job number
12/25/2016

• SNRvà matrận pha (PhaseMatrix)
512

160

256

Phase encoding direction

Ma trận pha (phase matrix)

SNR ∝

1
Phase encoding matrix

512

256

160

SNR 71%

SNR 100%

SNR 126%

Ma trận pha

Lớn

Nhỏ

SNR

Giảm

Tăng

Độ phân giải
hướng pha

Cải thiện

Thời gian chụp

Kéo dài

Giảm
Nhanh hơn
15
GE Title or job number
12/25/2016

5/
GE /


Chỉ thay đổi matrận pha (phase matrix),các thông số khác giữ nguyên
Frequency
direction

Phase
direction
Giảm matrận pha

Tăng matrận pha
SNR

• Tăng matrận pha =>voxelnhỏ hơn =>SNR
giảm
• Voxelnhỏ hơn =>cải thiện độ phân giải
không gian

1.5
1

1

0.71

0.5
0

256

512

Phase matrix

16
GE Title or job number
12/25/2016

• SNRandPhaseFOV
1.0

0.75

0.5

Phase encode direction

Phase FOV

SNR ∝

Phase FOV

1.0

0.75

0.5

SNR 100%

SNR 87%

SNR 70%

Phase FOV

Lớn

Nhỏ

SNR

Tăng

Giảm

Khả năng bị xảo
ảnh cuộn hình

Nhỏ

Thời gian chụp

Kéo dài

Lớn
Nhanh hơn
17
GE Title or job number
12/25/2016

SNR

1

0.87

１

0.50.5

00

PhaseFOV không ảnh hưởng kích thước voxel
•

Khi PhaseFOVlà 1.0,không có sự khác biệt xảy ra

•

Nếu PhaseFOVnhỏ hơn 1(vd:0.75),matrận hướng pha sẽ giảm

•

Kích thước của voxeltrên hướng pha không bị thay đổi

•

Thời gian chụp sẽ giảm dolượng thông tincần thu nhận theo
hướng pha giảm.

0.75
1
PhaseFOV

Scantime

1

１
0.75

0.5
0.5

00

0.75
1
PhaseFOV

ScanPhaseMatrix=SetupPhaseMatrixXPhaseFOV Factor
18
GE Title or job number
12/25/2016

6/
GE /


• SNRandReceiveBandWidth
31.2kHz

62.5kHz

16.5kHz

Receive Bandwidth
31.2kHz

16.5kHz

SNR 71%

SNR 100%

SNR 138%

rBW

Lớn

Nhỏ

SNR

Giảm

Tăng

Min TR/min TE

Nhỏ

Lớn

Xảo ảnh độ lệch
hóa học

Giảm

Tăng

Nhiễu do kim loại

Giảm

Tăng

1

SNR ∝

62.5kHz

Receive Band Width

19
GE Title or job number
12/25/2016

Signal
Signal

Noise

31.2kHz

Frequency

Noise

62.5kHz
SNR

• rBW là biên độ rộng của khoảng tần số thu
nhận tín hiệu
• Tăng rBW =>tăng thu nhận nhiễu =>giảm SNR
• Xảo ảnh độ lệch hóa học sẽ giảm

1.5
1

1

0.71

0.5
0

31.2
62.5
Receivebandwidth（kHz）

20
GE Title or job number
12/25/2016

Chemical Shift Artifact
• Water and fat signal from the
same spatial location are
displayed at slightly different

locations on the image due to
the slight difference in the
precessional frequency of water
and fat
• When bandwidth increases, the
existing chemical shift maps less
pixels in the frequency encoding
direction

Frequency
direction

21
GE Title or job number
12/25/2016

7/
GE /


• SNRandNEX
4NEX

2NEX

1NEX

NEX

SNR ∝

4 NEX

2 NEX

1 NEX

SNR 141%

SNR 100%

SNR 71%

NEX

Lớn

Nhỏ

SNR

Tăng

Giảm

Thời gian chụp

Kéo dài

Giảm

Xảo ảnh
do cử động

Giảm

Tăng

NEX

22
GE Title or job number
12/25/2016

SNR
2
2
1.41

1.51.5
1

11
0.5
0.5

2NEX

00

2

Scantime
22

NEX

4

2

1.51.5
1
11
0.5
0.5

4NEX

00

2

4

NEX

• Tăng NEXsẽ giúp tăng tín hiệu nhưng đồng thời cũng tăng thu
nhận nhiễu =>NEXtăng gấp đôi,SNRchỉ tăng khoảng 1.41
• Giảm xảo ảnh cử động

23
GE Title or job number
12/25/2016

• SNRandLocs.perSlab
64

16

8

Locs per slab

SNR ∝

Locs. Per Slab

64

32

16

SNR 100%

SNR 71%

SNR 50%

Locs per slab

Lớn

Nhỏ

SNR

Tăng

Giảm

Thời gian chụp

Kéo dài

Giảm

Trường chụp

Rộng hơn

Nhỏ hơn
24
GE Title or job number
12/25/2016

8/
GE /

Slice
direction

Large Locations per Slab

Small Locations per Slab

SNR
１

NEX
22

1

1

2

0.71
11

0.5
0.5

00

32

00

64

1

32

Locs per Slab

64

Locs per Slab
25
GE Title or job number
12/25/2016

• SNRandSpacing
10mm

2mm

0mm

Cross-talk

An ideal slice profile

Actual slice profile (small spacing)

Actual slice profile (large spacing)

26
GE Title or job number
12/25/2016

9/
GE /