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Sequenzbasierte Geräuschreduktion in kranialer MRT-Bildgebung und deren Einfluss auf die Bildqualität

  • Zielstellung: In dieser prospektiven Arbeit überprüften wir, ob ein sequenzbasierter Softwarealgorithmus zur Geräuschreduktion in der Magnetresonanztomographie (MRT) einen Einfluss auf die Bildqualität und das Signal-zu-Rauschverhältnis (SNR) besitzt. Material und Methoden: Einunddreißig Patienten, 18 Männer, 13 Frauen, Durchschnittsalter 58,3 ± 14,5 Jahren, unterzogen sich einer indizierten, kranialen MRT-Bildgebung. Das Sequenzprotokoll schloss FLAIR-Sequenzen ein, welche mit identischen Scanparametern jeweils mit und ohne Anwendung des Softwarealgorithmus Quiet Suite (QS) (Siemens Healthcare) angefertigt wurden. Mit Hilfe eines Schalldruckpegelmessgerätes (Testo, Typ 815) wurden die maximalen Lautstärkepegel für beide Sequenzen im Untersuchungsraum ermittelt. Es erfolgte die subjektive Beurteilung der Bildqualität auf einer Fünf-Punkte-Skala (1 sehr gut - 5 inadäquat) durch zwei Radiologen unabhängig voneinander. Separat wurde das SNR für die graue Hirnsubstanz, weiße Hirnsubstanz und den Liquor für beide Sequenzen ermittelt. Zusätzlich erfolgte die Auswertung von Detektionsraten pathologischer Läsionen innerhalb der weißen Hirnsubstanz jeweils mit und ohne Verwendung von QS. Die statistische Analyse mit dem Vergleich beider Sequenzen erfolgte mittels Mann-Whitney-U-Test. Ergebnisse: Unsere Ergebnisse zeigen, dass die Verwendung von QS die Schalldruckpegelspitzen signifikant reduziert (83,5 ± 7,3 dB(A) versus 81,5 ± 7,5 dB(A) mit QS, p ≤ 0,017). Hinsichtlich der Beurteilung der subjektiven Bildqualität wurden keine signifikanten Unterschiede zwischen beiden Befundern ermittelt (Befunder 1: 2,03/2,07, p = 0,730; Befunder 2: 1,98/2,10, p = 0,362). QS führte für ausgewählte Bereiche zu einem Anstieg des SNR (graue Substanz, p ≤ 0,001; weiße Substanz p = 0,006). Die Detektionsraten von suspekten Läsionen innerhalb der weißen Substanz zeigten keine signifikanten Unterschiede unter Verwendung von QS (Befunder 1, p = 0,944; Befunder 2, p = 0,952). Schlussfolgerungen: Sequenzbasierte Softwarealgorithmen, wie QS, besitzen das Potential die Schalldruckpegelspitzen in der MRT signifikant zu reduzieren ohne die subjektive Bildqualität zu kompromittieren oder die diagnostische Genauigkeit zu gefährden.
  • Objectives: To investigate acoustic noise reduction, image quality and white matter lesion detection rates of cranial magnetic resonance imaging (MRI) scans acquired with and without sequence-based acoustic noise reduction software. Material and methods: Thirty-one patients, including 18 men and 13 women, with a mean age of 58.3 ± 14.5 years underwent cranial MRI. A fluidattenuated inversion recovery (FLAIR) sequence was acquired with and without acoustic noise reduction using the Quiet Suite (QS) software (Siemens Healthcare). During data acquisition, peak sound pressure levels were measured with a sound level meter (Testo, Typ 815). In addition, two observers assessed subjective image quality for both sequences using a five-point scale (1 very good - 5 inadequate). Signal-to-noise ratio (SNR) was measured for both sequences in the following regions: white matter, gray matter, and cerebrospinal fluid. Furthermore, lesion detection rates in white matter pathologies were evaluated by two observers for both sequences. Acoustic noise, image quality including SNR and white matter lesion detection rates were compared using the Mann-Whitney-U-test. Results: Peak sound pressure levels were slightly but significantly reduced using QS, p ≤ 0.017. Effective sound pressure, measured in Pascal, was decreased by 19.7 %. There was no significant difference in subjective image quality between FLAIR sequences acquired without/with QS: observer 1: 2.03/2.07, p = 0.730; observer 2: 1.98/2.10, p = 0.362. In addition, SNR was significantly increased in gray matter, p ≤ 0.001, and white matter, p = 0.006, using QS. The lesion detection rates did not decline utilizing QS: observer 1: p = 0.944 observer 2: p = 0.952. Conclusions: Sequence-based noise reduction software such as QS can significantly reduce peak sound pressure levels, without a loss of subjective image quality and increase SNR at constant lesion detection rates.

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Metadaten
Author: Philipp Fülkell
URN:urn:nbn:de:gbv:9-opus-41924
Title Additional (English):Software-based noise reduction in cranial magnetic resonance imaging: influence on image quality
Referee:Prof.Dr.med. Ralf-Thorsten Hoffmann, Prof. Dr. med. Jens-Peter Kühn
Advisor:Prof.Dr.med. Jens-Peter Kühn
Document Type:Doctoral Thesis
Language:German
Year of Completion:2018
Date of first Publication:2020/12/17
Granting Institution:Universität Greifswald, Universitätsmedizin
Date of final exam:2020/12/07
Release Date:2020/12/17
Tag:Geräuschreduktion
GND Keyword:Bildqualität, Kernspintomografie, Radiologische Diagnostik
Pagenumber:66
Faculties:Universitätsmedizin / Institut für Diagnostische Radiologie
DDC class:600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 610 Medizin und Gesundheit