深度学习结合压缩感知技术改善屏气三维磁共振胰胆管成像图像质量的可行性研究 .pdf

深度学习结合压缩感知技术改善屏气三维磁共振胰

胆管成像图像质量的行性研究

【摘要】目的探讨基于深度学习(DL)结合压缩感知(CS)技术在屏气三维

磁共振胰胆管成像(3DMRCP)图像质量改善的行性。方法前瞻性纳入2023

年3至8月在四川大学华西医院行上腹部3DMRCP检查的患者68例，3DMRCP序

列包括CS组，加速因子为24(CS-24)；DL-CS组，加速因子分别为24(DL

-CS-24)、33(DL-CS-33)。测量3组图像的信噪比(SNR)、对比度(CR)

和对比噪声比(CNR),并对图像的整体图像质量、背景抑制、伪影、各级胆管

及胰管见性进行主观评价。采用卡方检验和Friedman检验分别对3组序列图

像中不满足诊断图像数量与主客观指标进行统计学分析。结果DL-CS-33组

的扫描时间为9s,较CS-24组和DL-CS-24组的扫描时间13s缩短约31%。D

L-CS-33组68例患者的图像均满足临床诊断要求，CS-24组7例患者的图像

不满足诊断要求，DL-CS-24组4例患者的图像不满足诊断要求，3组间差异均

有统计学意义(P＜0.05)oDL-CS-33组和CS-24组的SNR、CR、CNR,整体图

像质量、伪影、各级胆管和胰管的见性评分差异均无统计学意义(P均＞0.05)o

DL-CS-24组的SNR、CR、CNR,肝内胆管、主胰管以及整体图像质量均好于CS

-24组，差异均有统计学意义(P均＜0.05)。结论当加速因子均为24时，与

CS技术相比，应用DL-CS技术在不改变图像扫描时间的情况下，改善了屏气3

DMRCP图像质量。DL-CS技术结合高加速因子33,在确保整体图像质量的同时

进一步降低了扫描时间，提供快速的屏气扫描方案。

【关键词】磁共振成像；胰胆管成像；深度学习；压缩感知；加速因

子

MR胰胆管成像(MRcholangiopancreatography,MRCP)是一项充分显

示胰胆管周围的解剖及病变，能无创评估胰胆管及相关疾病的影像检查技术［1］,

尤以三维(three-dimensional,3D)MRCP临床应用最为广泛［2］。3DMRCP

常结合呼吸门控技术，但扫描时间较长，并与受检者的呼吸节律相关，呼吸不规

律时图像会出现明显的运动伪影［3-4］o压缩感知(compressedsensing,C

S)技术通过对高度欠采样的数据进行基于稀疏性的重建，以在保证图像质量

的前提下实现快速MR扫描［5-6］oCS结合3DMRCP以缩短扫描时间，在一

次屏气中实现3DMRCP扫描，但是屏气时间常在16s以上［7］，仍然相对较长，

患者屏气不佳时难以保证图像质量［8］o最近一种新的重建算法一一深度学习

(deeplearning,DL)结合CS重建算法［9］,应用于屏气3DMRCP,有研

究显示相较基于并行采集和CS技术的屏气3DMRCP,基于DL-CS的屏气3DMRCP

图像质量更好［10］。但是既往研究选用的加速因子为24,扫描时间仍然较长

(13s),且未有研究探讨DL-CS序列的最佳加速因子。因此，本研究探究屏气

3DMRCP中应用DL-CS改善图像质量的行性及其最佳加速因子。

资料与方法

一、一般资料

前瞻性纳入2023年3至8月在四川大学华西医院进行上腹部3DMRCP检查患

者68例，其中男36例、女32例，年龄18^86(55+14)岁。纳入标准：有临

床适应证需要进行MRCP检查的患者；排除标准：(1)年龄＜18岁；(2)未能

完成所有MRCP序列扫描的患者；(3)有MRCP扫描的禁忌证。所有患者在扫描

前均由技师进行呼吸训练。本研究经四川大学华西医院伦理委员会批准(ChiCT

R2100053658),所有患者检查前均签署知情同意书。

二、仪器与方法

采用荷兰PhilipsIngeniaElition3.0TMRI扫描仪及其配备的体部线

圈。患者仰卧位，头先进，双手上举，线圈中心置于剑突下3cm处。3