压缩感知技术用于子宫3D T2WI

牛雅欣，刘爱连*，赵 莹，陈丽华，宋清伟，王家正，徐晓昉

(1.大连医科大学附属第一医院放射科，辽宁 大连 116011；2.飞利浦医疗公司，北京 100016)

MRI技术对软组织敏感度高，用于诊断女性生殖系统疾病具有独特优势[1]，但成像期间人体生理性活动产生的运动伪影可导致图像模糊而影响诊断结果。压缩感知(compressed sense, CS)技术是在获取原始图像时利用压缩图像来有效缩短扫描时间的新方法[2]，应用前需明确缩短扫描时间是否影响图像质量，并据此选择最佳扫描参数。本文就在正常子宫三维T2加权成像(three-dimensional T2-weighted imaging, 3D T2WI)扫描中应用CS技术的可行性及最佳加速因子进行初步探讨，旨在为后续研究提供影像学依据。

1 资料与方法

1.1 一般资料 回顾性收集2019年4月—2019年5月于大连医科大学附属第一医院接受子宫MR检查的17名健康志愿者，均为女性，年龄23～29岁，平均(25.2±1.7)岁。

1.2 仪器与方法 采用Philips Ingenia 3.0T CX MR扫描仪，16通道腹部线圈，结合CS技术进行子宫3D快速自旋回波序列轴位T2W扫描。嘱患者仰卧，足先进，对每名志愿者依次取CS加速因子为3、4、5、6、7、8进行采集，扫描范围自子宫上缘至耻骨联合，共采集6幅图像，分别归入CS3组、CS4组、CS5组、CS6组、CS7组和CS8组，观察子宫解剖学结构。主要扫描参数：轴位T2WI，TR 1 250 ms，TE 126 ms，FA 90°，FOV 350 mm×400 mm×120 mm，体素 1.1 mm×1.3 mm×2 mm。

1.3 图像分析 由1名具有5年工作经验的主治医师与1名具有2年工作经验的医师以双盲法进行阅片，分别于轴位3D T2WI上观察子宫结构，重点评估子宫内膜、结合带及外肌层；其中子宫内膜呈高信号，结合带呈低信号，外肌层呈中等信号。采用3分制评分(图1)对图像质量进行评分。1分：图像难于分辨子宫内膜、结合带及外肌层，伪影多；2分：基本可分辨子宫三层结构，伪影较少；3分：可清晰分辨子宫内膜、结合带及外肌层，伪影少。

图1 子宫CS3～8组扫描时间及主观评分 CS3组253 s、3分(A)，CS4组190 s、3分(B)，CS5组155 s、3分(C)，CS6组128 s、3分(D)，CS7组110 s、2分(E)，CS8组98 s、2分(F)，轴位3D T2WI示子宫内膜呈高信号，结合带呈低信号，外肌层呈中等信号(绿圈为ROI)

2 结果

CS3～8组扫描时间依次为253 s、190 s、155 s、128 s、110 s和98 s，随着加速因子增大，扫描时间逐渐缩短。CS3～8组的图像质量主观评分分别为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，随着加速因子增大，图像质量主观评分逐渐减低，CS3组的主观评分得分最高，CS8组主观评分得分最低。

3 讨论

近年来，我国子宫颈癌、子宫体癌发病逐年上升，并显现出年轻化的趋势[3]。常规T2WI能较T1WI更好地显示子宫解剖学结构[4]。MR扫描盆腔时多采用快速自旋回波序列，但快速自旋回波T2W序列成像时间长，易因出现运动伪影而影响图像质量[5]。CS技术利用信息的可压缩性、稀疏性以及新的信息采集方法——随机不相干欠采样进行非线性重建而得到原始图像，可有效缩短扫描时间，目前已初步用于临床神经、心脏等检查[6]，在腹部则多用于血流成像、MR胰胆管成像及动态增强MRI[7]等。

本研究中采取3、4、5、6、7、8共6个CS加速因子，发现扫描时间随加速因子增大而缩短，对于配合不佳患者，缩短扫描时间有助于减少运动伪影，提高诊断准确率。采用CS技术的主要弊端是图像信噪比下降。本研究中CS3组主观评分最高，CS8组最低，提示主观评分随加速因子增加而逐渐减低，图像亦质量下降，与SANDERS等[8]的研究结果相符；CS3～8组图像质量主观评分呈下降趋势，CS3～6组变化平缓，图像质量相似，显示子宫结构的清晰度、对比度差别甚微；CS6～7组则明显下降，图像质量显著变差。其中CS6组扫描时间缩短最著，推测CS6为子宫扫描的最佳加速因子；加速因子7、8组成像时间缩短，但图像质量明显下降而影响诊断。

本研究的主要不足：①研究结果均基于2名医师的主观评价得出，难以避免存在主观性；②样本量少。

综上，子宫3D T2WI图像质量随CS加速因子增大而降低；在保证图像质量的前提下，为缩短扫描时间，CS6为子宫3D T2W扫描序列的最佳加速因子。