压缩感知技术实现肝脏等体素动态增强成像新突破

复旦大学附属中山医院联合联影医疗开展临床研究，验证uCS技术在肝脏MR增强扫描中的可行性与优势

肝脏MR动态增强成像在肝癌、肝血管瘤及肝硬化小结节的检测与定性诊断中具有重要价值。传统检查多采用并行采集技术（PI），受限于患者屏气时间，通常使用3~5mm层厚，难以精准识别小于1cm的肝细胞癌（HCC）或非典型强化病灶。

复旦大学附属中山医院基于联影光梭3.0T磁共振，应用以压缩感知为核心的光梭成像技术（united Compressed Sensing, uCS），在肝脏等体素动态增强成像领域取得实质性进展。相关研究成果发表于《European Journal of Radiology》，成为业内首个将压缩感知技术应用于该领域的临床研究。

实验设计：uCS与PI对比研究

研究纳入2019年5月至10月期间98例疑似或确诊肝脏占位性病变患者，所有病例均接受肝脏MR动态增强检查。为保证图像可比性，选择肝实质强化显著且均匀的延迟期，分别采用uCS技术和PI技术进行3D T1-GRE扫描，确保两组序列在同一期相采集数据（扫描参数见表1）。仅病理确诊为HCC的病例纳入最终分析。

表1. uCS组和PI组扫描参数对比

图像质量由两名具有10年以上腹部影像诊断经验的放射科医师独立盲评。统计分析采用SPSS 19.0软件，计量资料以均数±标准差表示。正态性检验采用Kolmogorov-Smirnov法，肝脏-病灶、肝脏-门静脉及肝脏-肝静脉相对对比度（RC）比较采用配对t检验或Wilcoxon符号秩检验。

影像表现：uCS显著提升成像质量

传统PI技术随加速因子增加易出现伪影增多、信噪比下降等问题，限制了各向同性扫描的应用。而uCS技术在屏气条件下实现了空间分辨率达1.1mm×1.1mm×1.1mm的等体素T1加权成像，清晰显示肝实质、病灶、血管及胆道系统（图1）。

图1. uCS组和PI组肝脏成像对比

相较于PI组，uCS组提供更薄层厚，有效减少部分容积效应，提升血管、胆道及病灶边缘的显示清晰度。同时，在平扫与增强图像中，uCS组测得的肝脏-病灶、肝脏-门静脉和肝脏-肝静脉相对对比度RC均高于PI组（见表2）。

表2. uCS组和PI组肝脏-病灶、肝脏-门静脉和肝脏-肝静脉相对对比度RC值测定

总结与展望：推动肝脏精准诊疗发展

研究表明，uCS光梭成像技术可在屏气扫描下实现高分辨率、各向同性的肝脏动态增强成像，显著优于传统PI技术。其更高的空间分辨率有助于微小病灶的检出与评估，减少漏诊误诊。

此外，所得等体素数据可多平面重建，一次增强扫描即可同时获取动态增强图像与高分辨CE-MRA信息，避免重复检查。重建图像可用于评估血管解剖变异、门脉高压及肿瘤侵犯情况，提升节段解剖分辨能力，助力术前精准规划。

综上，uCS技术为肝脏MR动态增强成像提供了更高效、全面的技术路径，有望在临床广泛应用，提升肝脏疾病诊疗水平。

参考文献：
Wei Sun, Wentao Wang, Kai Zhu, Cai-zhong Chen, Xi-Xi Wen, Meng-su Zeng, Sheng-Xiang Rao. Feasibility of Compressed Sensing Technique for Isotropic Dynamic Contrast-enhanced Liver Magnetic Resonance Imaging[J]. European Journal of Radiology, 2021, 139: 109729. DOI：10.1016/j.ejrad.2021.109729