壓縮感知技術(shù)用于子宮3D T2WI

牛雅欣，劉愛連*，趙 瑩，陳麗華，宋清偉，王家正，徐曉昉

(1.大連醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院放射科，遼寧 大連 116011；2.飛利浦醫(yī)療公司，北京 100016)

MRI技術(shù)對軟組織敏感度高，用于診斷女性生殖系統(tǒng)疾病具有獨特優(yōu)勢[1]，但成像期間人體生理性活動產(chǎn)生的運動偽影可導致圖像模糊而影響診斷結(jié)果。壓縮感知(compressed sense, CS)技術(shù)是在獲取原始圖像時利用壓縮圖像來有效縮短掃描時間的新方法[2]，應用前需明確縮短掃描時間是否影響圖像質(zhì)量，并據(jù)此選擇最佳掃描參數(shù)。本文就在正常子宮三維T2加權(quán)成像(three-dimensional T2-weighted imaging, 3D T2WI)掃描中應用CS技術(shù)的可行性及最佳加速因子進行初步探討，旨在為后續(xù)研究提供影像學依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 一般資料 回顧性收集2019年4月—2019年5月于大連醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院接受子宮MR檢查的17名健康志愿者，均為女性，年齡23～29歲，平均(25.2±1.7)歲。

1.2 儀器與方法 采用Philips Ingenia 3.0T CX MR掃描儀，16通道腹部線圈，結(jié)合CS技術(shù)進行子宮3D快速自旋回波序列軸位T2W掃描。囑患者仰臥，足先進，對每名志愿者依次取CS加速因子為3、4、5、6、7、8進行采集，掃描范圍自子宮上緣至恥骨聯(lián)合，共采集6幅圖像，分別歸入CS3組、CS4組、CS5組、CS6組、CS7組和CS8組，觀察子宮解剖學結(jié)構(gòu)。主要掃描參數(shù)：軸位T2WI，TR 1 250 ms，TE 126 ms，F(xiàn)A 90°，F(xiàn)OV 350 mm×400 mm×120 mm，體素 1.1 mm×1.3 mm×2 mm。

1.3 圖像分析 由1名具有5年工作經(jīng)驗的主治醫(yī)師與1名具有2年工作經(jīng)驗的醫(yī)師以雙盲法進行閱片，分別于軸位3D T2WI上觀察子宮結(jié)構(gòu)，重點評估子宮內(nèi)膜、結(jié)合帶及外肌層；其中子宮內(nèi)膜呈高信號，結(jié)合帶呈低信號，外肌層呈中等信號。采用3分制評分(圖1)對圖像質(zhì)量進行評分。1分：圖像難于分辨子宮內(nèi)膜、結(jié)合帶及外肌層，偽影多；2分：基本可分辨子宮三層結(jié)構(gòu)，偽影較少；3分：可清晰分辨子宮內(nèi)膜、結(jié)合帶及外肌層，偽影少。

圖1 子宮CS3～8組掃描時間及主觀評分 CS3組253 s、3分(A)，CS4組190 s、3分(B)，CS5組155 s、3分(C)，CS6組128 s、3分(D)，CS7組110 s、2分(E)，CS8組98 s、2分(F)，軸位3D T2WI示子宮內(nèi)膜呈高信號，結(jié)合帶呈低信號，外肌層呈中等信號(綠圈為ROI)

2 結(jié)果

CS3～8組掃描時間依次為253 s、190 s、155 s、128 s、110 s和98 s，隨著加速因子增大，掃描時間逐漸縮短。CS3～8組的圖像質(zhì)量主觀評分分別為2.82±0.39、2.76±0.44、2.71±0.47、2.53±0.51、2.23±0.44和2.06±0.24，隨著加速因子增大，圖像質(zhì)量主觀評分逐漸減低，CS3組的主觀評分得分最高，CS8組主觀評分得分最低。

3 討論

近年來，我國子宮頸癌、子宮體癌發(fā)病逐年上升，并顯現(xiàn)出年輕化的趨勢[3]。常規(guī)T2WI能較T1WI更好地顯示子宮解剖學結(jié)構(gòu)[4]。MR掃描盆腔時多采用快速自旋回波序列，但快速自旋回波T2W序列成像時間長，易因出現(xiàn)運動偽影而影響圖像質(zhì)量[5]。CS技術(shù)利用信息的可壓縮性、稀疏性以及新的信息采集方法——隨機不相干欠采樣進行非線性重建而得到原始圖像，可有效縮短掃描時間，目前已初步用于臨床神經(jīng)、心臟等檢查[6]，在腹部則多用于血流成像、MR胰膽管成像及動態(tài)增強MRI[7]等。

本研究中采取3、4、5、6、7、8共6個CS加速因子，發(fā)現(xiàn)掃描時間隨加速因子增大而縮短，對于配合不佳患者，縮短掃描時間有助于減少運動偽影，提高診斷準確率。采用CS技術(shù)的主要弊端是圖像信噪比下降。本研究中CS3組主觀評分最高，CS8組最低，提示主觀評分隨加速因子增加而逐漸減低，圖像亦質(zhì)量下降，與SANDERS等[8]的研究結(jié)果相符；CS3～8組圖像質(zhì)量主觀評分呈下降趨勢，CS3～6組變化平緩，圖像質(zhì)量相似，顯示子宮結(jié)構(gòu)的清晰度、對比度差別甚微；CS6～7組則明顯下降，圖像質(zhì)量顯著變差。其中CS6組掃描時間縮短最著，推測CS6為子宮掃描的最佳加速因子；加速因子7、8組成像時間縮短，但圖像質(zhì)量明顯下降而影響診斷。

本研究的主要不足：①研究結(jié)果均基于2名醫(yī)師的主觀評價得出，難以避免存在主觀性；②樣本量少。

綜上，子宮3D T2WI圖像質(zhì)量隨CS加速因子增大而降低；在保證圖像質(zhì)量的前提下，為縮短掃描時間，CS6為子宮3D T2W掃描序列的最佳加速因子。