壓縮感知技術用于子宮3D T2WI

牛雅欣，劉愛連*，趙 瑩，陳麗華，宋清偉，王家正，徐曉昉

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

MRI技術對軟組織敏感度高，用于診斷女性生殖系統疾病具有獨特優勢[1]，但成像期間人體生理性活動產生的運動偽影可導致圖像模糊而影響診斷結果。壓縮感知(compressed sense, CS)技術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量，并據此選擇最佳掃描參數。本文就在正常子宮三維T2加權成像(three-dimensional T2-weighted imaging, 3D T2WI)掃描中應用CS技術的可行性及最佳加速因子進行初步探討，旨在為后續研究提供影像學依據。

1 資料與方法

1.1 一般資料 回顧性收集2019年4月—2019年5月于大連醫科大學附屬第一醫院接受子宮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，結合CS技術進行子宮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，觀察子宮解剖學結構。主要掃描參數：軸位T2WI，TR 1 250 ms，TE 126 ms，FA 90°，FOV 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年工作經驗的主治醫師與1名具有2年工作經驗的醫師以雙盲法進行閱片，分別于軸位3D T2WI上觀察子宮結構，重點評估子宮內膜、結合帶及外肌層；其中子宮內膜呈高信號，結合帶呈低信號，外肌層呈中等信號。采用3分制評分(圖1)對圖像質量進行評分。1分：圖像難于分辨子宮內膜、結合帶及外肌層，偽影多；2分：基本可分辨子宮三層結構，偽影較少；3分：可清晰分辨子宮內膜、結合帶及外肌層，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示子宮內膜呈高信號，結合帶呈低信號，外肌層呈中等信號(綠圈為ROI)

2 結果

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、子宮體癌發病逐年上升，并顯現出年輕化的趨勢[3]。常規T2WI能較T1WI更好地顯示子宮解剖學結構[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，易因出現運動偽影而影響圖像質量[5]。CS技術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、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，發現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，圖像亦質量下降，與SANDERS等[8]的研究結果相符；CS3～8組圖像質量主觀評分呈下降趨勢，CS3～6組變化平緩，圖像質量相似，顯示子宮結構的清晰度、對比度差別甚微；CS6～7組則明顯下降，圖像質量顯著變差。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，但圖像質量明顯下降而影響診斷。

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

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