人工智能-压缩感知技术在颅脑3D T2-FLAIR序列采集及脑白质高信号评价中的应用

目的探究不同的基于人工智能压缩感知(artificial intelligence-assisted compressed sensing,ACS)加速因子对颅脑3D T2WI液体衰减反转恢复(3D T2WI fluid-attenuated inversion-recovery,3D T2-FLAIR)序列图像质量的影响,并获取最优化的扫描方案。材料与方法前瞻性纳入健康青年志愿者(healthy control,HC)25例、脑白质高信号(white matter hyperintensity,WMH)患者15例,HC组分别以并行采集(parallel imaging,PI)技术(加速因子为3,F3)和不同加速因子(3、4、5、6、7、8)ACS技术采集颅脑3D T2-FLAIR图像,测量双侧半卵圆中心、双侧尾状核、胼胝体压部、双侧红核、双侧黑质、脑桥、双侧小脑的信号强度以及标准差,并计算图像的信噪比(signal to noise ratio,SNR)和对比噪声比(contrast to noise ratio,CNR)。采用五分法对图像质量进行主观评分。采用组内相关系数(intra-class correlation coefficient,ICC)、Kappa检验比较前后两次测量及观察者间主观评分的一致性。对不同加速因子的图像的SNR、CNR及主观评分采用Friedman秩和检验进行对照分析,综合评判后得出最佳的ACS加速因子;WMH组分别以F3及最佳ACS加速因子采集颅脑3D T2-FLAIR图像,并由两名经验丰富的诊断医师对脑白质病灶数目、Fazekas分级进行评估,采用独立样本t检验、Mann-Whitney U检验进行对照分析。结果HC组中,不同3D T2-FLAIR的SNR、CNR及主观评分差异具有统计学意义(P均<0.05);两两比较结果显示,3D T2-FLAIRACS3、3D T2-FLAIRACS4与3D T2-FLAIRF3的SNR、CNR,3D T2-FLAIRACS3、3D T2-FLAIRACS4、3D T2-FLAIRACS5与3D T2-FLAIRF3的主观评分差异无统计学意义(P均>0.05),其余图像SNR、CNR及主观评分差异均具有统计学意义(P均<0.05)。WMH组中,3D T2-FLAIRF3与3D T2-FLAIRACS4在病灶数目和Fazekas分级方面差异无统计学意义(P均>0.05)。结论以ACS技术采集颅脑3D T2-FLAIR可在保证图像质量和序列诊断效能的前提下缩短扫描时间,选取的最优加速因子为ACS4。

人工智能辅助压缩感知技术对颅脑磁敏感加权成像图像质量及核团相位值的影响

目的探究人工智能辅助压缩感知(artificial intelligence assisted compressed sensing,ACS)技术不同加速因子(acceleration factor,AF)对磁敏感加权成像(susceptibility weighted imaging,SWI)图像质量与灰质核团相位值(phase value,PV)的影响,并筛选出最佳的ACS AF。材料与方法前瞻性招募24名健康志愿者,行颅脑轴位SWI序列扫描,分别以并行成像(parallel imaging,PI)技术及ACS技术对图像进行加速采集,AF为PI AF=2.2及ACS AF=3、4、5。采用主观评分(三分法,内容包括核团解剖结构及核团边界清晰度)与客观定量测定图像信噪比(signal-to-noise ratio,SNR)和对比噪声比(contrast-to-noise ratio,CNR)相结合的方法对四组图像质量进行综合评价。分别测量比较SWI相位图上尾状核头(head of caudate nucleus,HCN)、壳核(putamen,PUT)、苍白球(globus pallidus,GP)、红核(red nucleus,RN)、黑质(substantia nigra,SN)和齿状核(dentate nucleus,DN)的PV,并计算四组图像于不同层面的SNR和CNR。采用Cohen's Kappa检验评估观察者间评分一致性。采用Fisher确切概率法比较同一名观察者对四组图像主观评分的差异。结果四组图像的SNR、CNR及主观评分差异均有统计学意义(P均<0.05)。两两比较:ACS 4和ACS 5的主观评分均低于PI 2.2(P均<0.001),SNR和CNR均高于PI 2.2(P均<0.05);ACS 3和PI 2.2的主观评分、SNR和CNR差异均无统计学意义(P均>0.05)。与PI 2.2相比,左侧PUT、双侧RN和双侧SN的PV在ACS 4时出现差异(P均<0.001),而右侧PUT于ACS 5时出现差异(P<0.001),其余核团于各AF下的PV测值均无明显差异(P均>0.05)。两位观察者对图像质量的主观评价一致性较好(Kappa值:0.704~0.864,P均<0.001)。结论利用ACS技术可在保证成像质量且不影响PV结果的前提下缩短SWI扫描时间,ACS 3为最佳AF。