结合信号平均的压缩感知用于提升氟-19 MRI 灵敏度并抑制运动伪影
医学物理
2020-10-09 v5 图像与视频处理
摘要
注射全氟碳乳液（PFCs）的氟-19（19F）MRI 可实现炎症的非侵入性定量与细胞追踪，但存在信噪比低和扫描时间长的问题。为应对此局限，我们检验了如下假设：与未平均的全采样数据集相比，在均使用压缩感知重建时，一种将特定欠采样方案与信号平均相结合的 19F MRI 脉冲序列具有更高的灵敏度以及对运动伪影的更强鲁棒性。为此，我们进行了数值仿真与体模实验，以表征欠采样模式的点扩散函数（PSF）以及具有配对信号平均次数与加速因子 x（NAx-AFx）的采集-重建策略对噪声的脆弱性。在所有研究的噪声水平下，采集-重建策略的 DSC 强烈依赖于正则化参数与加速因子。在体模中，以模拟与真实运动评估了 NA8-AF8 欠采样模式相对于 NA1-AF1 的运动鲁棒性。采用 Dice 相似系数（DSC）评估差异，对于模拟与真实周期运动，NA8-AF8 相对于 NA1-AF1 策略的 DSC 均持续更高（P<0.001）。两种采集-重建策略均在注射全氟聚醚的小鼠（n=2）体内得到验证。这些图像显示，NA8-AF8 策略比 NA1-AF1 策略对肝脏的描绘更为清晰。总之，我们验证了如下假设：在 19F MRI 中，当均使用压缩感知重建时，欠采样与平均的结合相比未平均的全采样数据集同时提升了灵敏度与对运动伪影的鲁棒性。
引用
@article{arxiv.1909.04442,
title = {Compressed Sensing with Signal Averaging for Improved Sensitivity and Motion Artifact Reduction in Fluorine-19 MRI},
author = {Emeline Darçot and Jérôme Yerly and Tom Hilbert and Roberto Colotti and Elena Najdenovska and Tobias Kober and Matthias Stuber and Ruud B. van Heeswijk},
journal= {arXiv preprint arXiv:1909.04442},
year = {2020}
}