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使用引导去噪卷积神经网络加速前列腺扩散加权 MRI:回顾性可行性研究

图像与视频处理 2020-07-02 v1 计算机视觉与模式识别 医学物理

摘要

目的:研究通过减少采集平均次数并使用所提出的引导去噪卷积神经网络(DnCNN)对所得图像进行去噪,来加速前列腺扩散加权成像(DWI)的可行性。材料与方法:回顾性收集了 2018 年 7 月至 2019 年 7 月间来自六台同厂商 MRI 扫描仪的前列腺 DWI 扫描原始数据。118 个数据集用于训练和验证(年龄:64.3 ± 8 岁),37 个用于测试(年龄:65.1 ± 7.3 岁)。高 b 值扩散加权(hb-DW)数据使用两次平均重建为含噪图像,使用全部十六次平均重建为参考图像。将常规 DnCNN 改进为引导 DnCNN,其使用低 b 值 DWI 图像作为引导输入。对去噪后的 hb-DW 图像进行了定量和定性阅片评估。使用累积链接混合回归模型比较阅片者评分。使用 Bland Altman 分析评估表观扩散系数(ADC)图(去噪 vs 参考)之间的一致性。结果:与 DnCNN 相比,引导 DnCNN 产生的去噪 hb-DW 图像具有更高的峰值信噪比和结构相似性指数,以及更低的归一化均方误差(p < 0.001)。与参考图像相比,去噪图像获得了更高的图像质量评分(p < 0.0001)。基于去噪 hb-DW 图像的 ADC 值与参考 ADC 值具有良好的一致性。结论:通过减少采集平均次数并使用所提出的引导 DnCNN 对所得图像进行去噪来加速前列腺 DWI 在技术上是可行的。

关键词

引用

@article{arxiv.2007.00121,
  title  = {Accelerating Prostate Diffusion Weighted MRI using Guided Denoising Convolutional Neural Network: Retrospective Feasibility Study},
  author = {Elena A. Kaye and Emily A. Aherne and Cihan Duzgol and Ida Häggström and Erich Kobler and Yousef Mazaheri and Maggie M Fung and Zhigang Zhang and Ricardo Otazo and Herbert A. Vargas and Oguz Akin},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2007.00121},
  year   = {2020}
}

备注

This manuscript has been accepted for publication in Radiology: Artificial Intelligence (https://pubs.rsna.org/journal/ai), which is published by the Radiological Society of North America (RSNA)