Signal-Rausch-Effizienz in der Magnetresonanztomographie

Die Abhängigkeit des Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) vom analogen Filter, der Abtastrate sowie der Anzahl und den Abmessungen der Voxel wird für die Magnetresonanztomographie (MRT) abgeleitet. Es wird gezeigt, dass das objektive Signal-Rausch-Verhältnis direkt mit dem Voxelvolumen und der Quadratwurzel der Anzahl der Voxel skaliert. Wenn man eine Effizienzfigur als das SNR geteilt durch die Quadratwurzel der Bildgebungszeit definiert, zeigt sich, dass die Effizienz immer verbessert wird, wenn man mit der niedrigstmöglichen Auflösung (größten Voxelabmessungen) abbildet, die mit der Darstellung des gewünschten anatomischen Details übereinstimmt. Die Ergebnisse implizieren direkt die relative Effizienz von 3D (Volumen), 2D (Ebene), 1D (Linie) und 0D (Punkt) Abbildungstechniken. Es wird gezeigt, dass die räumliche Durchschnittsbildung eine ineffiziente Methode zur Rauschreduzierung in der MRT ist. Solange die Voxelgröße konstant gehalten wird, kann man beliebig viele Pixel in der Ausleserichtung abbilden, ohne dass es zu einem Verlust des SNR kommt; das heißt, die Anzahl der Pixel in der Ausleserichtung hat keinen Einfluss auf das Bild-SNR. Zudem bietet mehrere Abtastungen jedes Phasenkodierungswerts (um das SNR zu verbessern) keinen Vorteil gegenüber der Erhöhung der Anzahl der Pixel in der Phasenkodierungsrichtung, während die Voxelgröße konstant bleibt. Einige experimentelle Beobachtungen werden gegeben.