一种用于腹部DW-MRI运动校正的优化分箱与概率切片共享算法
图像与视频处理
2024-11-19 v2 信号处理
摘要
扩散加权磁共振成像（DW-MRI）是一种强大的非侵入性工具，用于检测和表征腹部病变以促进早期诊断，但扫描过程中的呼吸运动会降低图像质量和定量生物标志物的准确性。基于导航信号将图像切片分组到运动相位箱中的呼吸分箱技术有助于减轻运动伪影。然而，在DW-MRI中，标准分箱技术通常会产生沿上下轴缺失切片的容积。因此，需要更长的扫描时间来获得无间隙的容积。在本研究中，我们提出了一种新的分箱技术，以在不增加扫描时间的情况下最小化缺失切片。我们首先设计了一种使用动态规划和前缀和方法的算法来优化MR图像的初始分箱。然后，我们开发了一个概率细化阶段，选择一些切片属于两个相邻的箱，以进一步减少缺失切片。我们在八位受试者（包括一位肿瘤患者）的自由呼吸腹部DW-MRI扫描上测试了我们的两阶段技术。与标准分箱相比，所提出的技术显著减少了缺失切片（p<1.0*10-15），平均减少了81.74±7.58%。我们的技术还减少了运动伪影，提高了恶性病变的显著性。使用所提出技术校正的自由呼吸扫描生成的表观扩散系数（ADC）图，与未校正的自由呼吸和浅呼吸扫描生成的ADC图相比，具有更低的受试者内变异性（p<0.001）。此外，浅呼吸扫描的ADC图与校正后的自由呼吸图更一致，而非未校正的自由呼吸图（p<0.01）。所提出的技术在减少缺失切片的同时校正运动，与标准分箱相比，允许更短的采集时间。
引用
@article{arxiv.2409.00798,
title = {An Optimized Binning and Probabilistic Slice Sharing Algorithm for Motion Correction in Abdominal DW-MRI},
author = {Michelle Su and Cemre Ariyurek and Serge Vasylechko and Onur Afacan and Sila Kurugol},
journal= {arXiv preprint arXiv:2409.00798},
year = {2024}
}
备注
14 pages, 6 figures