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uAIFI协同创新成果(四):基于光梭技术与人工智能技术实现高分辨率磁共振成像助力精准治疗

uAIFI协同创新成果(四):基于光梭技术与人工智能技术实现高分辨率磁共振成像助力精准治疗 uInnovation
2022-06-22
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导读:使用uCS光梭技术与ACS智能光梭技术(AI-assisted Compressed Sensing)实现高分辨率磁共振成像,助力精准的神外机器人导航手术。

高分辨率磁共振技术创新助力精准神经外科手术

上海瑞金医院癫痫中心徐纪文教授团队联合联影医疗,基于联影uAIFI平台与uCS光梭技术、ACS智能光梭技术(AI-assisted Compressed Sensing),实现高分辨率磁共振成像突破,推动神外机器人导航手术的精准化发展。相关研究成果已被ISMRM 2022接收,并部分发表于《Frontiers in Surgery》。

uCS高倍加速PC-MRA助力立体脑电图植入术前规划

在立体脑电图(SEEG)电极植入术中,准确避开颅内血管至关重要。传统CTA和DSA虽广泛应用,但存在辐射风险。高分辨率相位对比磁共振血管造影(PC-MRA)可无创显示细小血管,但受限于长扫描时间。

研究团队采用联影uCS光梭技术,开发出6倍加速、0.75mm各向同性分辨率、5cm/s低速编码的CLIP-MRA方法,全脑扫描仅需7分32秒。对11例患者的数据分析表明,该技术可在临床可接受时间内实现高质量无辐射血管成像,满足SEEG术前评估需求。

与传统并行成像方法(LR-PI2、HR-PI5、HR-PI2)对比显示,CLIP-MRA在相同或更短时间下提供更高分辨率与信噪比,清晰呈现皮质动脉、静脉及脑膜中动脉,细小血管显示能力接近耗时20分35秒的传统高分辨率采集水平。

表1. 不同采集方法的PC-MRA序列设置

图1. 同一患者不同采集方法获得的PC-MRA图像与MIP图对比

ACS高分辨3D T2 FLAIR赋能机器人治疗三叉神经痛

机器人辅助经球囊压迫术(PBC)是治疗三叉神经痛(TG)的有效微创方案。术前精准定位麦氏囊与三叉神经分支对手术成功至关重要。高分辨率3D T2 FLAIR成像虽能清晰显示解剖结构,但传统方法扫描时间过长,限制其临床应用。

本研究引入基于深度学习的ACS智能光梭加速技术,将0.75mm等体素全脑3D T2 FLAIR扫描缩短至5分25秒。在6例患者中的应用结果显示,ACS在相同时间内显著优于传统并行成像,提供更高分辨率与更优图像质量。

融合高分辨率3D T2 FLAIR与CT图像后,可精确识别卵圆孔、麦氏囊及三叉神经分支,为机器人手术路径规划提供可靠依据,减少穿刺次数,提升安全性与效率。

表2. 三种3D T2 FLAIR序列采集参数对比

图2. ACS加速0.75mm与传统并行成像1mm、0.75mm分辨率图像对比

图3. 高分辨率3D T2 FLAIR与CT融合用于机器人手术规划

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