一项关于磁共振扩散张量成像在严重颅脑创伤预后评估中应用的研究

《Magnetic Resonance Imaging》：A study of magnetic resonance diffusion tensor imaging in the prognostic assessment of severe craniocerebral trauma

肝MRI中呼吸触发结合AI辅助压缩感知的成像优化研究。采用前瞻性队列研究，对134例肝MRI患者对比呼吸保持（BH-ACS-T2WI）与呼吸触发（RT-ACS-T2WI）的成像效果。结果显示RT-ACS-T2WI平均成像时间22.91秒（较BH-ACS-T2WI38秒减少40%），且在信号强度、信噪比、病灶可见度等9项指标均显著优于传统方案（P<0.05），小≤5mm病灶检出率提升至94%。分隔符

　　

冯梦伟|李珊梅|宋晓鹏|毛伟|刘玉琳|袁子龙

摘要

目的

本研究旨在通过结合人工智能辅助压缩感知（ACS）和呼吸触发（RT）技术，优化T2WI-FS的成像时间和图像质量。

材料与方法

2024年3月至7月期间，我们对134名患者（99名男性，35名女性；平均年龄：57.93 ± 9.40岁）进行了肝脏MRI检查。所有患者均接受了屏息ACS辅助T2WI（BH-ACS-T2WI）和呼吸触发ACS辅助T2WI（RT-ACS-T2WI）序列的扫描。两名经验丰富的放射科医生回顾性地分析了感兴趣区域（ROIs），记录了主要病变，并评估了关键指标，包括信号强度（SI）、标准差（SD）、信噪比（SNR）、对比度噪声比（CNR）、运动伪影、肝血管清晰度、肝脏边缘清晰度、病变显影度以及整体图像质量。统计比较使用了Mann-Whitney U检验、Wilcoxon符号秩检验和组内相关系数（ICC）。

结果

与BH-ACS-T2WI相比，RT-ACS-T2WI将平均成像时间显著缩短至22.91 ± 3.36秒，扫描时间减少了40%。此外，RT-ACS-T2WI在多个参数上表现更优，包括SI、SD、SNR、CNR、运动伪影减少、肝血管清晰度、肝脏边缘清晰度、病变显影度（≤5毫米）和整体图像质量（P < 0.05）。值得注意的是，RT-ACS-T2WI的病变检测率略高于BH-ACS-T2WI（94% vs 90%）。

结论

RT-ACS-T2WI序列不仅提高了图像质量，还将成像时间缩短至约23秒，特别适合无法长时间屏息的患者。这种方法代表了优化肝脏MRI协议的一项有前景的进步。

引言

在肝脏磁共振成像（MRI）中，脂肪抑制T2加权图像（T2WI_FS）因其出色的肝脏病变检测和表征能力而被广泛用于临床诊断[1,2]。T2WI_FS在肝脏疾病的早期诊断和治疗计划中起着关键作用。然而，T2WI_FS的应用面临重大挑战，尤其是呼吸运动对图像质量的影响，特别是在屏息T2WI_FS序列中[3,4]。对于有腹水的患者，由于呼吸功能受损和屏息能力有限，图像质量常常不理想。在MRI技术发展中，如何在患者舒适度和快速获取高质量图像之间找到最佳平衡始终是一个关键问题。

目前的临床实践主要采用两种T2WI_FS采集策略：屏息和自由呼吸技术。虽然屏息方法技术简单，但其临床应用受到呼吸变异性（尤其是对于肺功能受损或呼吸模式不规则的患者）的显著限制[3,5]。相比之下，自由呼吸采集通常结合呼吸触发或膈肌导航技术，提高了患者的耐受性并增强了图像质量。然而，这些优势是以显著延长的采集时间为代价的[6,7]，可能在时间敏感的情况下限制其临床应用。

人工智能辅助压缩感知（AI-assisted CS，ACS）是一种创新方法，它将深度学习算法与部分傅里叶（PF）采集、并行成像（PI）和压缩感知（CS）技术相结合。这种方法显著加快了扫描速度，同时保持了诊断图像质量[8,9]，并已广泛应用于盆腔、关节和头颈部检查[[10], [11], [12], [13]]。最近的研究表明，单次屏息ACS-T2WI（SBH-ACS-T2WI）在图像质量和采集效率方面均优于传统的呼吸触发T2WI（RT-T2WI）。RT-T2WI图像质量的局限性主要归因于其较长的采集窗口（4-6分钟）导致的运动伪影。基于这些证据，我们假设将ACS与RT-T2WI结合可以缩短扫描时间，从而提高图像质量。

因此，本研究旨在定性和定量比较屏息ACS-T2WI（BH-ACS-T2WI）和呼吸触发ACS-T2WI（RT-ACS-T2WI）在肝脏成像中的图像质量、病变检测率和采集时间。我们希望验证RT-ACS-T2WI是否能在减少扫描时间的同时提高图像质量。

研究人群

本研究获得了医院伦理委员会的批准（LLHBCH2024YN-065），所有参与者均提供了书面知情同意书。2024年3月至7月期间，在我们机构预约进行肝脏磁共振成像（MRI）的161名患者被纳入前瞻性研究。纳入标准如下：1）年龄超过18岁的患者；2）因腹部不适、常规健康检查等原因需要肝脏检查的患者

基线特征

如表3所示，最终纳入的队列包括134名患者（99名男性，35名女性），平均年龄为57.93 ± 9.40岁。成像的临床指征包括：肝细胞癌（n = 54）、慢性肝病筛查（n = 4）、胆管癌（n = 9）、转移性病变评估（n = 27）、肝囊肿（n = 6）、血管瘤（n = 16）、肝腺瘤（n = 2）和常规健康检查（n = 16）。

采集时间比较

BH-ACS-T2WI的采集时间为38秒。相比之下，RT-ACS-T2WI

讨论

本研究旨在通过结合ACS和呼吸触发技术来优化脂肪抑制T2加权图像的成像时间和图像质量。我们的研究结果验证了三个关键进展：1）RT-ACS-T2WI的采集时间比BH-ACS-T2WI减少了40%（22.91秒 vs 38秒）；2）RT-ACS-T2WI的主观和客观图像质量指标均更优；3）RT-ACS-T2WI在检测小肝结节（≤5毫米）方面的能力更强（94% vs

资金支持

本研究得到了湖北省“楚天人才计划”医疗卫生人员项目（编号：CTYC001）、湖北省癌症医院人才项目（编号：2025HBCHLHRC001）、湖北省关键技术基金（编号：2021ACA013）和湖北省陈小平科学技术发展基金会（编号：CXPJJH123001-2338）的支持。

作者贡献声明

冯梦伟：撰写-原始稿准备、审阅和编辑。

李珊梅：数据可视化、数据管理。

宋晓鹏：方法学、软件。

毛伟：方法学、软件。

刘玉琳：资金筹集。

袁子龙：监督、概念化、方法学。

作者贡献声明

冯梦伟：撰写-原始稿、审阅与编辑。李珊梅：数据管理、可视化。宋晓鹏：方法学、软件。毛伟：方法学、软件。刘玉琳：资金筹集。袁子龙：概念化、方法学、监督。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文报告的工作。