简介:摘要MRI是临床常用的影像技术手段,由于其扫描时间过长,使患者的舒适度和依从性降低,产生不可逆的运动伪影,导致图像质量受损,对临床诊断和工作效率产生不良影响。所以在不影响图像质量的情况下缩短MRI扫描时间的需求非常迫切。压缩感知(compressed sensing, CS)技术就是采用远低于传统采样定律要求的采样点进行重建并加以恢复,可缩短信号采集时间。该技术可以明显缩短扫描时间,且不会影响MRI的图像质量,甚至可以提高图像分辨率和信噪比。本文就CS技术在颅脑MRI的应用作一综述,探讨其在多种常规MRI扫描序列上的应用进展,为临床扫描实践及CS技术的完善和未来科研热点提供多角度信息。
简介:摘要目的探讨人工智能-压缩感知(artificial intelligence compressed sensing,ACS)与压缩感知(compressed sensing,CS)在膝关节MRI中的加速效率及对图像质量的影响。材料与方法采用3.0 T MRI对67名受检者进行膝关节矢状面质子密度加权序列扫描,设置加速因子分别为2.0、2.5、3.0的CS序列(CS 2.0,CS 2.5,CS 3.0)与加速因子分别为2.5、3.0、3.5、4.0的ACS序列(ACS 2.5,ACS 3.0,ACS 3.5,ACS 4.0),以并行采集(parallel imaging,PI) 2.0作为参考。两位医师独立对图像质量进行四分制主观评分。另一位医师在股骨内侧髁、腓肠肌内侧头、髁间窝积液、髌下脂肪垫、股骨外侧髁软骨放置感兴趣区,测量组织信噪比(signal noise ratio,SNR)。对图像质量主观评分与多处组织SNR进行统计学分析。结果在CS与ACS序列中,扫描时间随加速因子增大而缩短(PI 2.0:152 s;CS 2.0:128 s, CS 2.5:104 s,CS 3.0:86 s;ACS 2.5:76 s,ACS 3.0:65 s,ACS 3.0:57 s,ACS 4.0:51 s)。图像质量主观评分一致性达到一致性较强以上(0.735≤κ≤0.869)。8组序列间图像质量主观评分及五处组织SNR差异均具有统计学意义(P<0.05)。CS 2.0、ACS 3.0主观评分及组织SNR与PI 2.0差异无统计学意义(P>0.05)。AC S2.5主观评分及四处组织SNR与PI 2.0差异无统计学意义(P>0.05),并有一处组织SNR明显高于PI 2.0。CS 2.5、CS 3.0、ACS 3.5、ACS 4.0图像质量主观评分明显低于PI 2.0,且分别有1、5、2、2处组织SNR显著低于PI 2.0 (P均<0.05)。结论ACS与CS均能缩短磁共振采集时间。相比CS,ACS具有更高加速效率,在膝关节质子密度加权序列中,在保证图像质量的前提下能将扫描时间缩短57%。
简介:摘要目的探讨压缩感知(compressed sensing, CS)不同加速因子(acceleration factor, AF)对腰椎MRI图像质量的影响。材料与方法招募32例受检者(男12例,女20例),年龄(45.28±14.11)岁。行3.0 T MR结合敏感度编码(sensitivity encoding, SENSE)以及CS的腰椎矢状位T1WI、T2WI和轴位T2WI序列扫描,采用的AF分别为无加速、SENSE AF=2、CS AF=2、3、4、5。两观察者在矢状位T1WI、T2WI和轴位T2WI划定感兴趣区测量信号强度(signal intensity, SI)和噪声强度(standard deviation, SD),并计算信噪比(signal to noise ratio, SNR)和对比噪声比(contrast to noise ratio, CNR)。对图像质量进行五分法主观评分。组内相关系数(intra-class correlation coefficient, ICC)、Kappa检验分析两观察者测量数据和主观评分的一致性。对各序列不同组间图像的SNR、CNR和主观评分采用单因素ANOVA分析。结果两观察者测量数据和主观评分一致性良好(ICC:0.878~0.997,Kappa:0.763~0.948)。单因素ANOVA检验矢状位T1WI、T2WI、轴位T2WI不同AF间SNR、CNR及评分差异有统计学意义(P<0.01)。两两比较结果:当CS=4时,矢状位T1WI椎体和间盘的SNR、矢状位T2WI椎体和间盘的SNR、CNR和主观评分较常规序列差异有统计学意义(P<0.05);当CS=3时,轴位T2WI椎体SNR较常规序列差异有统计学意义(P<0.05)。结论腰椎MRI扫描时间随着AF的增加逐渐降低,在保证图像质量的前提下,临床推荐AF分别以3、3、2行腰椎矢状位T1WI、T2WI和轴位T2WI序列扫描。
简介:摘要目的比较不同脑压缩感知(compressed sensing,CS)磁敏感加权成像(susceptibility weighted imaging,SWI)的加速因子(acceleration factor,AF)对中脑“燕尾征(swallow tail sign, STS)”显示及定量的影响,寻找最佳AF。材料与方法前瞻性征募40名健康志愿者进行头部3.0 T MRI检查,包括CS-SWI序列(AF=0及CS2、CS4、CS6、CS8、CS10)。对SWI的相位图像进行观察和测量,计数不同AF中STS显示数量。测量相位值(phase value,PV)并计算信噪比(signal to noise ratio,SNR)及对比噪声比(contrast to noise ratio,CNR)。采用Cohen's Kappa分析评估黑质(substantia nigra,SN)和STS主观评价的组间一致性;通过计算组内相关系数(interclass correlation cofficient,ICC),验证PV值和主观评分的一致性。运用Fisher确切概率法分析不同AF下STS显示率的差异。使用单因素方差分析(analysis of variance,ANOVA)中最小显著性差异法(least-significant difference,LSD)对比不同AF条件下SN和STS图像质量的差异。P值经Benjamini-Hochberg的错误发现率(false discovery rate,FDR)法校正,P<0.05认为差异具有统计学意义。结果2名观察者间的主观评分一致性极好(Kappa>0.80)。PV值测量和主观评分的组内一致性极好(ICC>0.80)。当AF≥6时,STS图像表现为清晰度明显下降,且STS的显示率降低,差异具有统计学意义(P<0.05)。双侧SNs的SNR和CNR在AF>2时差异具有统计学意义(P<0.05)。双侧STSs的SNR和CNR在AF>4时差异具有统计学意义(P<0.05)。结论由脑SWI图像定量数据结果可知,对STS结构的观察可根据SNR、CNR以及主观评分和显示率变化,可考虑CS4,扫描时间减少4 min 9 s (70.7%)。
简介:摘要目的对比传统分段采集电影序列(Seg),探讨心脏MR(CMR)压缩感知(CS)超快速电影序列评价左右心室收缩功能的临床应用价值。方法前瞻性纳入2021年12月至2022年1月在阜外医院进行CMR检查的心脏疾病患者27例。随机顺序进行Seg、屏气下CS(bhCS)和自由呼吸下CS(fbCS)覆盖左右心室的多层短轴电影扫描。采用Friedman检验评价3种方法的总体图像质量、血池心肌信号比(BMC)和边缘锐度。分别测量3种方法的左心室舒张末期容积(EDV)、收缩末期容积(ESV)、每博输出量(SV)、射血分数(EF)、心肌质量(mass)及右心室EDV、ESV、SV、EF,并用Bland-Altman分析bhCS与Seg、fbCS与Seg间测量结果的一致性,并做相关性检验。结果24例患者3种方法所有总体图像质量≥2分,有诊断意义,纳入后续分析。Seg、bhCS和fbCS的成像时间不同且依次降低,分别为375.0(332.0,405.6)、50.0(47.8,53.7)和20.0(17.8,23.7)s,差异有统计学意义(χ2=48.00,P<0.001)。总体图像质量fbCS略低于Seg(Z=-2.67,P=0.023),Seg和bhCS(Z=-1.44,P=0.447)、bhCS和fbCS(Z=1.23,P=0.660)之间差异无统计学意义。Seg、bhCS和fbCS的边缘锐度(χ2=0.58,P=0.747)和BMC(χ2=1.08,P=0.582)差异无统计学意义。Bland-Altman分析表明bhCS和Seg、fbCS和Seg之间左右心室各参数均具有良好的一致性。相关性分析结果显示bhCS和Seg、fbCS和Seg的各心功能参数均呈高度相关(r>0.96,P<0.001)。结论CS超快速电影序列比传统序列节省了扫描时间且提供了相似的图像质量,且无论是否屏气,CS序列心功能结果与传统电影序列具有良好的一致性和高度的相关性。
简介:摘要目的比较常规胰胆管成像与压缩感知胰胆管成像对胰胆系管道扩张成像及胰胆管结构显示的图像质量,以供临床选择更合适的成像方法。材料与方法回顾性研究2019年7月至2019年12月之间在河南省人民医院就诊的胰胆管扩张患者37例,在西门子1.5 T磁共振机器上行常规及压缩感知磁共振胰胆管成像。采用5分制评价图像质量,由1名临床经验大于5年的医师及1名临床经验为2年的医师进行评分,结果使用SPSS软件配对t检验进行分析。结果压缩感知胰胆管成像与常规磁共振胰胆管成像(magnetic resonance cholangiopanceatography,MRCP)在整体图像质量、胆管扩张及胰管扩张显示方面没有统计学差异(P>0.05)。扩张胆管的评分均比整体图像质量评分与胰管扩张评分高,而结石所致胆管扩张和肿块所致胆管扩张图像评分并没有统计学差异。结论压缩感知胰胆管成像与常规胰胆管成像相比,图像质量无明显差异,但压缩感知胰胆管成像能有效地缩短成像时间,并减少呼吸运动伪影。
简介:摘要目的对比分析联合应用3D成像及压缩感知(compressed sensing,CS)技术儿童磁共振髋关节优化扫描方案与传统儿童磁共振髋关节扫描方案图像质量、扫描时间和临床应用情况,评估优化方案的临床应用价值。材料与方法随机收集经临床医生评估需要进行髋关节磁共振检查22名儿童临床资料。传统髋关节扫描方案包括:2D冠状位及轴位质子密度频率衰减反转恢复序列(proton density-spectral attenuated inversion recovery,PD-SPAIR)、2D冠状位T1加权序列、2D轴位T2加权序列。优化方案中应用轴位3D-PD-SPAIR加权CS序列(CS=6)优化前两个2D-SPAIR序列,其余序列保持不变。测量比较2D-PD-SPAIR和3D-PD-SPAIR序列股骨头信噪比(signal to noise ratios,SNR)、对比噪声比(contrast-noise-ratios,CNR)、主观图像质量评分及不同方案扫描时间。结果2D-PD-SPAIR和3D-PD-SPAIR序列图像主观评分均达到20~22分(P>0.05),满足及符合临床诊断要求,两位医师一致性较高(kappa=0.636,P=0.002)。2D-PD-SPAIR股骨头SNR高于3D-PD-SPAIR (P=0.001)。两序列间CNR差异无统计学意义(P>0.05)。包含3D CS序列的优化髋关节扫描方案时间(中位时间513 s)显著低于传统2D扫描方案时间(中位时间603 s) (P<0.001)。结论将3D成像和CS技术引入儿童磁共振髋关节扫描方案不仅可以多方位展现解剖结构、在一定程度上提高扫描效率和成功率、改善患儿检查体验,也为进一步优化髋关节磁共振扫描方案提供可能。
简介:摘要目的介绍一种老年髋臼骨折臼顶压缩或移位的CT分型,并评价基于此分型进行臼顶压缩或移位骨折复位的效果及术后功能。方法回顾性分析2010年2月至2019年12月期间河南省洛阳正骨医院郑州院区骨盆创伤外科收治的20例合并臼顶压缩或移位的老年髋臼骨折患者资料。男8例,女12例;年龄为65~78岁,平均71.5岁。按冠状位CT对其臼顶压缩或移位进行分型,以臼顶骨折线为界将臼顶分为内外侧,A型(3例):臼顶整体移位;B型(8例):臼顶内侧压缩;C型(4例):臼顶内外侧均有压缩或移位;D型(5例):臼顶粉碎性骨折,内外侧之间有嵌顿骨块。根据不同分型采用不同复位方法:A型骨刀截骨复位;B型顶棒顶压复位;C型首先用顶棒复位内侧部分,然后用骨刀复位外侧部分;D型骨折首先处理嵌顿骨块,然后用顶棒复位内侧部分,最后如果外侧移位则用骨刀复位外侧部分。所有患者均应用钢板、螺钉固定。评价患者术后骨折复位效果及患肢功能。结果术后CT检查有18例患者复位后骨折台阶≤3 mm,2例复位后骨折台阶>3 mm。20例患者术后获平均27个月(18~36个月)随访。所有患者骨折均获愈合,愈合时间平均为4个月(3~5个月)。末次随访时患侧髋关节Harris评分平均为85分(70~100分)。4例患者最终行髋关节置换术。4例患者出现创伤性关节炎,但不影响髋关节功能。结论老年髋臼骨折臼顶压缩或移位的CT分型对臼顶骨折复位具有重要指导作用。
简介:摘要目的探讨敏感度编码(sensitivity encoded,SENSE)和压缩感知(compressed SENSE,CS)不同加速因子(acceleration factor,AF)对3D mDixon Quant技术腰椎椎体脂肪定量的影响,并分析腰椎椎体脂肪含量(fat fraction,FF)与年龄、性别和体质量指数(body mass index,BMI)的关系。材料与方法2020年1~7月在大连医科大学附属第一医院招募健康志愿者96名,其中男性45名,女性51名,年龄16~79岁,平均年龄(43.85±17.98)岁。将志愿者按照年龄段分为3组,青年组(<40岁)、中年组(40~60岁)、老年组(>60岁)。在Philips Ingenia CX 3.0 T MRI设备上采用3D mDixon Quant序列并使用不同加速技术(SENSE和CS)结合不同加速因子(acceleration factor,AF) (SENSE AF=2、4)和(CS AF=2、3、4、5、6、7、8)对志愿者行全腰椎扫描。两名放射科医师在Philips ISP (IntelliSpace Portall Version7)工作站上采用双盲法测量腰椎椎体(L1~L5) FF值,并对不同AF时图像信噪比(signal noise ratio,SNR)、对比噪声比(contrast noise ratio,CNR)及扫描时间进行比较。结果两名观察者测量结果具有良好的一致性(ICC值均>0.75)。不同AF时3D mDixon Quant序列测量腰椎椎体FF值无明显统计学差异(P=0.653),但不同AF时SNR和CNR有明显统计学差异(P=0.001、0.006)。其中,CS3和CS7组、CS4和CS7组、CS4和CS8组间SNR和CNR差异有统计学意义(P<0.05)。CS6时扫描时间较SENSE 2时缩短了60.66%,但FF值、SNR和CNR较其他组(S2、S4、CS2、CS3、CS4、CS5)而言无明显统计学差异(P>0.05)。腰椎椎体FF值在3个年龄组间有明显统计学差异(F=20.876,P<0.01)。其中,青年组FF值分别小于中年组与老年组,差异有统计学意义(P<0.01),而中年组与老年组间差异无统计学意义(P=0.086)。青年组中,男性腰椎椎体FF值高于女性(P<0.05),而在中年组和老年组,男性FF值略低于女性,但无统计学差异(P>0.05)。男性腰椎椎体FF值与BMI呈中等正相关(r=0.634,P<0.01),而女性FF值与BMI无相关性(r=0.207,P=0.146)。结论3D mDixon Quant序列结合CS技术评估腰椎椎体脂肪含量是可靠的,且选择CS的AF最大为6时可在保证图像质量的同时大大缩短扫描时间,实现脂肪含量的快速、精准测量。年龄、性别和BMI等因素均对腰椎椎体脂肪含量产生影响,在对不同个体进行腰椎椎体脂肪含量分析和评估时应综合考虑这些影响因素。
简介:摘要本研究旨在初步探讨压缩感知技术(CS)在踝关节三维快速自旋回波质子密度加权成像(3D TSE PDWI)和T2 mapping成像中的价值。纳入12名健康志愿者行踝关节3D TSE PDWI和T2 mapping序列扫描,同时对图像行主观评分和定量评估,采用Kappa检验评价两名医师主观评分的一致性,采用组内相关系数(ICC)检验定量测量的一致性。3D TSE PDWI序列分为SENSE组及加速因子(AF)分别为5、7、9、11 的 CS 组,扫描时间分别为4 min 35 s、3 min 49 s、2 min 44 s、2 min 9 s、1 min 46 s。T2 mapping序列分SENSE组、CS4组和CS5组,扫描时间分别为5 min、3 min 44 s和3 min。结果提示图像评估一致性均良好(Kappa值>0.6,ICC>0.75)。3D TSE PDWI序列中,SENSE组和CS5、CS7组的图像质量主观评分均高于CS9和CS11组,组间差异均有统计学意义(P<0.05)。踝关节各组织组间SNR和CNR差异均有统计学意义(P<0.05)。AF为7时,3D TSE PDWI扫描时间比SENSE组缩短了39.64%,但图像质量相当。T2 mapping序列不同分组间组织T2 值差异均无统计学意义(P>0.05),AF为5时扫描时间比SENSE组缩短了40.00%。本研究提示压缩感知技术可有效缩短踝关节3D TSE PDWI和T2 mapping序列成像时间,分别推荐AF 7和5为最佳加速因子。