基于无监督深度学习的心脏PET/CT和MRI图像配准

目的采用基于无监督深度学习的分步配准策略实现非同机不同轴位心脏MRI和PET图像配准。资料与方法采用30名受试者的MRI心脏电影成像(CINE)和PET/CT图像分为全局配准和局部配准两步进行配准。全局配准通过MRI定位像与CT图像的平移矩阵以及MRI定位像和CINE图像的坐标变换矩阵,实现CT和PET与CINE图像轴位与层面的对齐;局部配准将CT和PET图像融合,采用无监督深度学习框架实现了CINE和PET图像中心脏区域的精细配准。采用戴斯相似性系数(DSC)和修正的豪斯多夫距离(MHD)评估配准效果,采用Wilcoxon符号秩检验比较本文方法和Elastix的配准效果。结果基于无监督深度学习和Elastix的配准结果比较,左心室内膜:DSC:0.81±0.08比0.80±0.08(Z=-1.24,P=0.21);MHD:(4.37±1.77)mm比(4.50±1.75)mm(Z=-0.79,P=0.43)。左心室外膜:DSC:0.90±0.03比0.86±0.05(Z=-4.08,P<0.01);MHD:(3.22±1.09)mm比(4.58±1.76)mm(Z=-3.92,P<0.01)。右心室外膜:DSC:0.81±0.05比0.78±0.07(Z=-2.15,P=0.03);MHD:(4.36±4.53)mm比(5.05±1.98)mm(Z=-2.08,P=0.04)。全心:DSC:0.91±0.03比0.87±0.05(Z=-3.73,P<0.01);MHD:(3.88±1.12)mm比(5.06±2.00)mm(Z=-3.14,P<0.01)。结论分步配准策略可实现心脏非同机不同轴位的多模态图像配准。在局部配准中,基于无监督深度学习的配准结果显著优于Elastix。

肝门静脉四维相位对比法MRI不同加速采集技术的图像质量比较研究

目的通过并行采集(SENSE)和压缩感知(Compressed SENSE)加速四维相位对比法MRI(4DPC MRI)肝门静脉成像的图像质量比较,判断两种方法对门静脉成像的可行性。资料与方法对22名健康志愿者选择最佳流速编码进行4DPC MRI。分析两种方法获得的脾静脉、肠系膜上静脉、门静脉主干、肝内门静脉左、右分支的信噪比(SNR)和流速、流量,判断血液流线追踪图像质量。结果20名志愿者完成4DPC MRI扫描,5个门静脉分支SNR差异无统计学意义(P>0.05),门静脉各分支的最大流速、流量差异无统计学意义(P>0.05),门静脉各分支的流线追踪图像质量差异无统计学意义(P>0.05)。两种成像方法在扫描时间上差异有统计学意义(Z=3.68,P=0.006),Compressed SENSE加速4DPC MRI扫描时间相对较短。结论SENSE和Compressed SENSE加速4DPC MRI门静脉成像,能进行肝门静脉及其分支的流速、流量分析,实现肝门静脉及其分支的流线追踪显示;Compressed SENSE加速4DPC MRI可在更短时间内完成扫描。

基于磁共振Dixon图像深度学习进行模拟CT骨重建的研究

目的:基于磁共振Dixon图像的不同组合,采用深度学习方法进行颅骨二值重建,通过与CT图像比较评估骨重建效果。方法:回顾性收集2021年6月-8月共21例头颅CT和MR图像。刚性配准后,将CT值大于150和400 HU像素点作为颅骨组织。采用U-Net神经网络模型训练,16例作为训练集,5例作为测试集。使用Dixon四种对比图像及其不同组合形成集成模型,进行二值颅骨图像重建。采用戴斯相似性系数(DSC)、准确度、敏感度和特异度评估骨重建效果。结果:在以400 HU为阈值重建MR二值骨图像,水相和同相位组合的重建结果DSC值最高(0.760±0.038)。在以150 HU为阈值时,水相和反相位组合的重建结果DSC值最高(0.795±0.040)。150 HU重建结果比400 HU敏感度高(0.880±0.050 vs.0.855±0.052),特异度下降(0.977±0.004 vs.0.982±0.004)。结论:利用Dixon图像进行深度学习重建颅骨二值图像,在400 HU为阈值时水相和同相位图像结合进行颅骨重建的效果最优,在150 HU为阈值时水相和反相位图像结合的效果最优。

时间-空间标记反转脉冲非增强肝门静脉TRANCE与bFFE成像对比研究

目的:应用Time-SLIP技术结合3D TRANCE和3D Balanced FFE进行非增强肝门静脉成像,评估两种方法在肝门静脉成像中的各自优势。方法:22名健康志愿者进行Time-SLIP 3D TRANCE和Time-SLIP 3D Balanced FFE肝门静脉血管成像,测量血管信噪比(SNR)、对比噪声比(CNR),并对图像质量进行主观评分。结果:Time SLIP 3D TRANCE和Time SLIP 3D Balanced FFE图像测量的脾静脉、肠系膜.上静脉、门静脉主于、肝内两个主要分支的信噪比(SNR)和对比噪声比(CNR)统计学上均有显著性差异(P<0.01)。Time-SLIP 3D TRANCE图像中肝内门静脉右主干显示4级分支计数优于Time-SLIP 3D Balanced FFE(P<0.05)。两种成像方法图像质量评分有统计学显薯差异(P<0.05)。结论:时间-空间标记反转脉冲3D TRANCE和3D Balanced FFE两种成像方法均可用于肝门静脉成像,3D TRANCE获得的图像质量优于3D Balanced FFE.