深度学习加速单次屏气腹部HASTE序列优化及其脂肪抑制技术在3 Tesla磁共振成像中的价值与应用前景

本刊推荐：为解决传统T2加权序列扫描时间长、运动伪影多的问题，研究人员开展深度学习加速单次屏气腹部HASTE（DL-HASTE）序列优化研究。结果表明DL-HASTE（含FS与非FS变体）在3T场强下将采集时间缩短至21秒，图像质量评分（4.8±0.40）显著优于传统多屏气HASTE（4.1±0.50）及导航触发BLADE序列（4.3±0.63），为腹部快速高分辨MRI提供了创新解决方案。

　　

在腹部磁共振成像（MRI）临床实践中，T₂加权成像始终扮演着不可替代的角色。它既能清晰展示器官解剖结构，又可有效检测病变特征。然而传统T₂加权序列存在明显短板：无论是多屏气采集的HASTE（Half-Fourier Acquisition Single-shot Turbo spin Echo）序列，还是导航触发的T₂-TSE-FS BLADE序列，都面临扫描时间过长、运动伪影干扰等挑战。特别是在3 Tesla高场强环境下，单次屏气采集还受到比吸收率（SAR）限制的严重制约。这些技术瓶颈促使研究人员寻求更先进的加速成像方案。

近年来，深度学习（DL）重建技术为MRI加速带来了革命性突破。通过卷积神经网络（CNN）处理欠采样k空间数据，能在保持图像质量的前提下大幅提升采集速度。虽然已有研究证实深度学习加速HASTE（DL-HASTE）在腹部成像中的应用潜力，但关于脂肪抑制（FS）与非脂肪抑制序列的全面对比研究仍然缺乏，特别是在3T场强下不同翻转角（FA）与视野（FOV）参数的优化配置方面存在明显研究空白。

为此，由Qinxuan Tan领衔的研究团队在《BMC Medical Imaging》发表了一项前瞻性研究，系统评估了DL-HASTE与DL-HASTE-FS在3T腹部成像中的技术可行性与图像质量。研究团队采用西门子3T MAGNETOM Vida扫描仪，对10名健康志愿者和50例患者（年龄24-83岁，平均63.2±19.6岁）进行扫描，比较了不同FA方案（固定115°与可变130-90-110-130°）和FOV大小（310-340 mm）对图像质量的影响，并将DL序列与临床常规序列（HASTE、HASTE-FS和T₂-TSE-FS BLADE）进行盲法评估。

关键技术方法包括：使用研究原型序列（西门子WIP）进行DL重建，基于变分网络架构处理加速因子（iPAT）为3的欠采样数据；通过独立校准数据估计线圈灵敏度图；采用可变翻转角演化降低SAR值；由两名经验丰富的放射科医师（分别具有4年和15年腹部MRI诊断经验）使用5点李克特量表对图像质量进行主观评分。

MR imaging parameters

研究表明，DL-HASTE无脂肪抑制序列需比DL-HASTE-FS增加约10%的FOV（从308×379 mm²增至约340 mm）才能避免皮下脂肪造成的混叠伪影。可变FA方案使采集时间显著缩短1.1秒（p<0.001），且图像质量无统计学差异（p>0.05）。DL-HASTE序列的单次屏气时间固定为21±2秒，远短于常规HASTE的65秒（3次屏气）和BLADE序列的平均6分43秒。

Inter-observer agreement

评估者间一致性分析显示，DL-HASTE的ICC值最高（0.80），表明其评分一致性优于传统序列（HASTE-FS ICC:0.52；BLADE ICC:0.74）。

Qualitative MRI evaluation

DL-HASTE与DL-HASTE-FS的整体图像质量评分显著高于传统序列（DL-HASTE vs HASTE: 4.8±0.40 vs 4.1±0.50; DL-HASTE-FS vs HASTE-FS: 4.6±0.50 vs 3.6±0.60; p<0.001）。特别值得注意的是，DL-HASTE-FS甚至优于导航触发的T₂-TSE-FS BLADE序列（4.6±0.50 vs 4.3±0.63, p=0.011）。

在器官边缘锐利度方面，DL-HASTE表现最为出色（总体锐利度评分4.9±0.38），尤其在胰腺（4.8±0.40 vs 3.1±0.52）和肠道（4.9±0.31 vs 3.5±0.54）解剖结构的显示上显著优于BLADE序列（p<0.001）。

运动伪影控制方面，DL序列显著优于多屏气HASTE序列（p<0.05），但导航触发BLADE仍获得最高评分（4.9±0.44）。脂肪抑制均匀性评价显示，BLADE序列表现最佳（4.7±0.45），DL-HASTE-FS（3.5±0.57）和HASTE-FS（3.4±0.68）相对较差，这主要与3T场强下SPAIR技术的B₀场不均匀性有关。

研究结论表明，深度学习加速的HASTE序列（含FS与非FS变体）在3T腹部成像中不仅技术可行，而且相比常规序列能显著提升图像质量并缩短采集时间。特别值得注意的是，无脂肪抑制的DL-HASTE在整体图像质量和器官边缘显示方面表现最优，而DL-HASTE-FS则在病变检测方面更具优势。

讨论部分强调，该研究的创新点在于首次系统比较了DL-HASTE与DL-HASTE-FS的性能差异，并确定了最佳参数配置（可变FA方案与调整后FOV）。尽管脂肪抑制均匀性仍有提升空间，但DL-HASTE序列的单次屏气特性使其特别适合不能长时间屏气的患者，有望在随访和简化MRI工作流程中发挥重要作用。

这项研究的临床意义在于为腹部MRI提供了一种快速、高质量的成像解决方案，平衡了扫描时间与图像质量的矛盾。未来研究可进一步探索DL-HASTE在特定病变检测中的诊断效能，并跨厂商平台验证其通用性。