Česká radiologie - Czech Radiology
- AKTUÁLNÍ ČÍSLO
- VYDANÁ ČÍSLA
- VYHLEDÁVÁNÍ
- PERIODIKUM
- REDAKČNÍ RADA
- PŘEDPLATNÉ
- INZERCE
- POKYNY
PRO AUTORY - INSTRUCTIONS
FOR AUTHORS
ISSN 1210-7883
Původní práce
Ces Radiol 2018;72(3): 188 -195
VLIV EFEKTU ČÁSTEČNÉHO OBJEMU, ŠUMU A ZPŮSOBU VÝBĚRU OBLASTI ZÁJMU NA STANOVENÍ TOKU AORTOU POMOCÍ MR METODOU FÁZOVÉHO KONTRASTU
IMPACT OF PARTIAL VOLUME EFFECT, NOISE, AND REGION OF INTEREST SELECTION ON AORTIC FLOW EVALUATION USING PHASE CONTRAST MRI
Radek Galabov, Jaroslav Tintěra, Lucie Súkupová
Základna radiodiagnostiky a intervenční radiologie IKEM, Praha
Hlavní stanovisko práce
Obsahem toho článku je zhodnocení závažnosti chyb měření toku pomocí magnetické rezonance metodou fázového kontrastu, které plynou z efektu částečného objemu, šumu a nadhodnocení či podhodnocení oblasti zájmu.
SOUHRN
Galabov R, Tintěra J, Súkupová L. Vliv efektu částečného objemu, šumu a způsobu výběru oblasti zájmu na stanovení toku aortou pomocí MR metodou fázového kontrastu
Cíl: Metoda fázového kontrastu se používá pro měření toku zejména krve. Trpí ovšem několika zdroji chyb, mezi něž patří efekt částečného objemu (partial volume effect - PVE), šum a nejistota ve výběru oblasti zájmu (region of interest - ROI). Cílem této studie bylo chybu z těchto tří zdrojů kvantifikovat a případně navrhnout doporučení jak chybu minimalizovat.
Metodika: Na průtokovém fantomu byl měřen tok vody plastovou trubicí pro několik hodnot průtoku a různé prostorové rozlišení, které má vliv na závažnost efektu částečného objemu. Poměr signál/šum (signal-to-noise ratio - SNR) magnitudových obrazů byl použitý pro odhad chyby způsobené šumem a ta byla porovnána se statistickou chybou stanovenou z opakovaného měření. In vitro a in vivo na aortální chlopni a v sinotubulární junkci byl měřen průtok podhodnocenými a nadhodnocenými oblastmi zájmu.
Výsledky: Efekt částečného objemu slábne s lepším prostorovým rozlišením a menším rozdílem v magnitude signálu z tekoucí a statické tkáně. Pro měření na aortální chlopni odhadujeme chybu na 0,45 %. Šum má na velikost náhodné chyby, kterou odhadujeme na 0,05 %, menší vliv než fluktuace toku (0,25 %). Podhodnocení ROI může vést k závažnému podhodnocení toku (nad 10 %), malé podhodnocení v případě aortální chlopně k mírnému nadhodnocení (5 %). Nadhodnocení ROI taktéž vede k chybě (6 %), ovšem obecně menší než podhodnocení.
Závěr: Ze tří zkoumaných jevů je nejvýznamnější způsob výběru ROI, kterou doporučujeme spíše nadhodnotit než podhodnotit. Chyba z PVE je v porovnání s chybou z výběru ROI malá. Chyba z šumu je zanedbatelná, větší roli než šum hrají fluktuace toku.
Klíčová slova: chyba, magnetická rezonance, metoda fázového kontrastu, tok
Major statement
This article is concerned with the assessment of the phase contrast flow measurement errors resulting from the partial volume effect, noise, and undersized or oversized region of interest.
SUMMARY
Galabov R, Tintěra J, Súkupová L. Impact of partial volume effect, noise, and region of interest selection on aortic flow evaluation using phase contrast MRI
Objective: Phase contrast sequence may be used to measure the flux of blood in vessels. The result might be, however, corrupted by many errors including partial volume effect (PVE), region of interest (ROI) contouring, and noise. In this study we aim to quantify the error and if possible to suggest a proper strategy to minimize it.
Methods: Water flux was measured using a plastic flow phantom and changing the flow rate and spatial resolution which affects the PVE error. Signal-to-noise ratio (SNR) of magnitude images was used to estimate error caused by noise and a comparison to a statistical error from several measurements was made. Water flux in vitro and flux through aortal valve and sinotubular junction in vivo was also measured with undersized and oversized ROIs.
Results: The PVE subsides as spatial resolution improves and as the difference between magnitude signal from flowing and static tissue decreases. The error of flow through aortal valve was estimated to be 0.45%. Noise affects random error (estimation 0.05%) less then flow fluctuations (0.25%). The ROI size underestimation may lead to a severe underestimation of flow (over 10%) and a small underestimation in the case of aortal valve flow to a mild overestimation (5%). In general, an overestimation of ROI size is also erroneous (6%), although not as severe as underestimation.
Conclusion: The most relevant source of error out of the three sources examined is ROI contouring with overestimation being recommended over underestimation. The error resulting from the PVE is small compared to ROI contouring error. The error caused by noise is negligible compared to flow fluctuation.
Key words: error, flow, magnetic resonance, phase contrast