Page 64 - 南京医科大学自然版
P. 64
第44卷第6期
·800 · 南 京 医 科 大 学 学 报 2024年6月
表2 T2WI和T2WIDLR两序列图像定量比较结果
Table 2 Quantitative comparison between T2WI and T2WIDLR images [M(P25,P75)]
Quantitative evaluation index T2WI(n=35) T2WIDLR (n=35) P
114.50(58.18,152.14) 148.33(90.53,282.00) < 0.001
SNRlesion
081.00(30.00,108.26) 086.67(48.89,200.00) < 0.001
CNRlesion/muscle
的 T2WI 相结合,应用在腹部和肌骨扫描,Ueda 等 [4]
3 讨 论
和可赞等 [14] 将DLR应用在盆腔的MRI扫描,均认为
T2WI 在纵隔肿瘤的定性诊断中有重要价值, 优化后的 DLR 可以缩短扫描时间,降低图像噪声,
DLR是新兴的MRI重建算法,本研究是首次探讨基 提高图像的SNR和清晰度。
于DLR的T2WI序列在提升纵隔MRI图像方面的临 本研究结果表明,TSE⁃T2WIDLR序列图像的定性
床应用价值,结果显示,T2WIDLR序列较常规T2WI序 和定量评估结果均优于TSE⁃T2WI,这符合我们的理
列降低了图像伪影,提高了图像 SNR 和 CNR;在病 论预期。本文采用的 DLR 算法引入了注意力模块
灶显示方面,T2WIDLR图像清晰度和病灶细节显示能 优化 U 型网络结构,注意力模块设计算法会对 K 空
力的得分均优于常规T2WI,并且,T2WIDLR序列缩短 间决定图像质量的关键区域投入更多的算力资源
了扫描时间。由此可见,T2WIDLR序列能够补充和替 进行重建,K 空间高频部分是决定图像质量的关键
[3]
代常规T2WI应用于纵隔MRI扫描。 部位,该区域的数据决定了图像 SNR 和 CNR 。国
DLR 技术作为一种基于人工智能和机器学习 内外学者的研究表明,DLR 通过对 K 空间高频部分
的新型算法,可以广泛应用于医学影像学图像的处 的数据进行插值重建,来弥补数据欠采样导致的
理和分析 [9-10] 。本研究采用的 DLR 是目前在 MRI 该区域数据不足,因此能够提高图像的 SNR 和
图像重建中应用较为广泛的,基于卷积神经网络 CNR [10,13,15] 。本文研究定量评估结果与文献报道一
(convolutional neural network,CNN)的DLR [10] 。该技 致,TSE⁃T2WIDLR 序列的 SNR 和 CNR 均高于常规
术主要采用了数据驱动重建算法,首先,采用大量 T2WI。
MR 图像训练算法,构建出具有图像关键信息特征 DLR 算法通过多次迭代的步骤,可以过滤图像
参数的数据模型,即 CNN;然后,在图像采集时,通 中的噪声,具有强大的降噪效果,并且多次迭代将
过 K 空间非规则的数据欠采样减少序列扫描时间; 采集的实际数据与CNN中图像特征参数拟合,也能
最后,在图像重建时,将图像数据与 CNN 的数据模 修复各种来源导致的相位编码错位引起的伪影,这
型拟合,依据其中先验的图像特征参数,最大限度 类伪影在纵隔 MRI 图像中主要表现为相位编码方
恢复欠采样的数据,弥补采样数据不足带来的图像 向上心血管的搏动伪影。本文的定性评估结果表
质量下降,从而重建出较高质量的MR图像 [9-11] 。 明,T2WIDLR序列在减少这类伪影上尤其具有优势。
[5]
DLR 由 Wang 等 于 2016 年首先用于 MRI 图像 DLR通过提高图像的SNR、CNR,减少伪影和噪声提
重建,但是在随后的应用中,学者们发现该算法会由 高了T2WIDLR序列图像的清晰度和整体质量。因此,
于过度拟合而不太稳定,具体表现为过度的去噪声、 本研究对 T2WIDLR序列图像清晰度和整体图像质量
过度的对比度增强和图像细节的丢失等问题 [9-10] 。 的定性评分高于常规T2WI。
此后,学者们陆续提出了诸如数据一致性和图像协 据文献报道,在对解剖结构和病灶细节显示能
调化操作、U 型网络结构以及混合空间双域重建等 力方面,DLR可能会过度拟合,导致过度降噪,丢失
一系列措施优化算法,其中数据一致性和图像协调 正常组织解剖结构和病灶的细节 [12,14] 。针对这一问
化操作提高了算法的鲁棒性和稳定性,U 型结构网 题,学者们通过引入递归残差模块和注意力模块等
络优化了原有的CNN结构,可以防止数据与模型的 优化算法的 U 型网络结构,同时引入双域重建措
过度拟合,混合双域重建不仅利用K空间域的数据, 施,这些措施均充分有效地利用了实际采集的图像
还利用图像域的数据对图像进行重建,这样可以利用 数据,最大限度修正重建数据与实际采集数据之间
两域的数据相互修正,最大限度减少重建数据与实际 的误差,从而避免了最终输出的重建数据与 CNN
采集数据之间的误差,减少图像细节的丢失 [9- 13] 。 模型的过度拟合,最大限度地重建组织结构的细
Herrmann 等 [10,13] 将改进后的 DLR 与自旋回波序列 节 [9-10] 。王绎忱等 [15] 和张馨心等 [16] 的研究证明,优