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用于快速磁共振弹性成像的相位规整和位移规整压缩传感
NMR in Biomedicine ( IF 2.7 ) Pub Date : 2023-01-11 , DOI: 10.1002/nbm.4899
Shahed Mohammed 1 , Piotr Kozlowski 2 , Septimiu Salcudean 1
Affiliation  

肝脏磁共振弹性成像(MRE)是一种无创硬度测量技术,可捕获信号相位中的组织位移。为了将扫描时间限制在一次屏气内,肝脏 MRE 通常涉及先进的读出技术,例如同时多层 (SMS) 或多次扫描方法。此外,所有这些读出技术都需要使用并行成像功能(例如灵敏度编码(SENSE))进行额外的面内加速,或者 k-空间欠采样,例如压缩感知(CS)。然而,这些方法在复杂图像上应用单个正则化函数。本研究旨在设计和评估对 MRE 的幅度和相位进行单独正则化的方法,以利用其独特的时空特征。具体来说,我们介绍两种压缩感知方法。第一种方法称为相位正则化压缩感知(PRCS),在对相位进行幅度和二维小波正则化之前应用二维全变分(TV)。第二种方法称为位移正则化压缩感知 (DRCS),利用 3D 幅度总变化来利用时空冗余。此外,DRCS 还包括位移拟合功能,可对位移相量应用小波正则化。DRCS 和 PRCS 均在三个数据集中使用不同水平的压缩因子进行评估:计算机腹部数据集、体外组织模拟模型和体内肝脏数据集。将重建图像与全采样重建、零填充重建、小波正则化压缩感知和低秩加稀疏重建进行比较。用于定量评估的指标是结构相似性指数(SSIM)的大小(M-SSIM)、位移(D-SSIM)和剪切模量(S-SSIM)以及平均剪切模量。计算机和体外数据集中高度欠采样的结果表明,对于各种刚度值,DRCS 方法比传统压缩传感方法提供更高的重建质量。尤其,对于计算机数据集和体外数据集,与 CS 相比,DRCS 的 D-SSIM 分别提高了 24% 和 22%。与从完整采样数据和高度欠采样数据(CR = 4)测量的肝脏硬度进行比较表明,DRCS 方法提供了最强的相关性( 2 =0.95),第二低的平均偏差(-0.18 kPa,CS 最低,-0.16 kPa),以及最低的变异系数(CV=3.6%)。我们的结果证明了使用 DRCS 提高加速 MRE 重建质量的潜力。



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更新日期:2023-01-11
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