IEC 62464-2：磁共振设备 — 图像质量测量 — 第2部分

IEC 62464-2于2010年发布，是IEC 62464系列标准的第二部分，建立了用于测量临床磁共振成像系统关键图像质量参数的标准化方法。该系列的第一部分定义了图像质量参数本身，而第二部分提供了具体的测量协议、体模要求和数据分析程序，使不同MRI系统、不同场所和不同时间点的图像质量评估具有可重复性和可比性。随着MRI技术从1.5 T发展到3 T、7 T及以上，以及并行成像、压缩感知和基于人工智能的重建等先进成像技术的普及，标准化图像质量评估对于确保一致的诊断性能变得越来越重要。

该标准解决了MRI质量保证中的一个基本挑战：虽然MRI图像质量取决于静磁场强度、梯度性能、射频线圈特性、脉冲序列参数和重建算法的复杂相互作用，但必须有客观、定量的方法来验证系统是否在其规格范围内运行。IEC 62464-2提供了这些方法，使临床工程师、医学物理师和维修工程师能够使用标准化体模和分析流程进行一致的验收测试、稳定性测试和跨场所比较。

关键图像质量参数与测量方法

标准为六个基本图像质量参数定义了精确的测量协议。信噪比使用差值法（减去两张相同采集的图像以消除结构化噪声）和单图像感兴趣区域法进行测量。测量使用填充掺杂水的均匀体模，提供具有代表性临床组织T1和T2弛豫时间的稳定、均匀信号源。SNR定义为中央感兴趣区域中的平均信号强度除以背景噪声的标准差，并针对幅度噪声的瑞利分布进行校正。

图像均匀度测量在没有任何结构的情况下信号强度在视野上的空间变化。标准规定了两种测量方法：积分均匀度（整个图像上最大与最小像素值的比值）和更稳健的均方根均匀度。对于使用正交体线圈的适当调谐的1.5 T系统，预期在视野中央80%区域内积分均匀度优于80%，而表面线圈图像由于其灵敏度分布而固有地显示出较低的均匀度。

空间分辨率使用线对体模或通过测量锐利边缘的调制传递函数来表征。标准区分了面内分辨率（主要由图像矩阵尺寸、视野和k空间轨迹决定）和层面分辨率（由选层梯度和RF脉冲带宽决定）。对于临床成像，标准建议验证极限空间分辨率满足制造商的规格要求，现代1.5 T和3 T系统的面内分辨率通常为0.5-1.0 mm。鬼影伪影由患者运动、生理运动或系统不稳定性引起，量化为平均鬼影信号强度与平均物体信号强度的比值。测量使用偏心放置的均匀体模，以最大化与梯度相关的不稳定性的效应。

体模规格与数据分析

标准规定了测试体模的详细要求，以确保不同场所之间的可重复测量。均匀体模的内径对于头线圈必须至少200 mm，对于体线圈必须至少400 mm，壁厚小于3 mm以最小化磁化率伪影。体模填充材料的T1弛豫时间必须在测量场强下介于200-600 ms之间，T2弛豫时间介于100-400 ms之间，模拟人脑组织的弛豫特性。标准提供了在1.5 T和3 T场强下实现这些弛豫特性的掺杂水溶液的特定配方。

数据分析协议详细规定，以最小化操作者依赖性变异。使用差值法的SNR测量需要两次相同的采集，具有相同的接收增益、带宽和重建参数。相减图像消除了解剖或体模结构，仅留下用于测量标准差的随机噪声。应用0.655的校正因子以考虑相减图像中幅度噪声的瑞利分布。标准要求至少进行五次独立ROI测量并取平均值以获得可靠的SNR估计。

MRI质量保证的工程设计要点

从工程角度来看，IEC 62464-2中的测量协议不仅作为验收标准，还作为识别特定系统故障的诊断工具。例如，SNR降低而均匀度不变通常表示前置放大器噪声系数退化或接收链路衰减，而SNR降低伴随均匀度下降通常指向RF线圈元件故障或电缆连接问题。局限于图像一个象限的不对称均匀度损失强烈提示阵列线圈中的特定线圈元件故障，从而实现有针对性的维修干预而无需穷举式故障排查。

鬼影比测量对于评估单次采集时间尺度上的系统稳定性特别有价值。鬼影升高可能由梯度放大器非线性、扫描期间主磁场漂移或快速切换梯度引起的涡流效应导致。通过分析鬼影的空间分布，经验丰富的工程师可以区分B0漂移和梯度定时误差。这种诊断能力对于扩散张量成像和功能性MRI等高性能成像应用越来越重要，这些应用通常要求鬼影水平低于1%才能进行可靠的定量分析。

随着MRI越来越多地用于放射治疗规划和图像引导介入治疗，几何畸变测量变得更加关键。标准要求在视野上至少九个位置验证几何精度，沿频率编码和相位编码方向进行测量以识别梯度缩放误差和B0不均匀性效应。对于混合PET/MR系统，几何精度要求尤为严格，因为基于MR的衰减校正图必须几何精确，以防止PET重建中的配准错误和定量误差。

标准还涉及并行成像技术日益增长的重要性。IEC 62464-2建议在有和没有并行成像加速的情况下分别进行SNR和鬼影测量，以分别评估基础系统性能和并行成像重建质量。g因子（几何因子）量化了并行成像导致的SNR损失，应对每个加速因子进行测量并与设计值进行比较。意外的高g因子可能表明线圈元件几何结构欠佳、参考扫描数据不当或重建算法问题，需要工程关注。