MRecover:一种利用AI生成对比度恢复运动伪影MR图像的条件生成模型
MRecover是一种条件生成模型,通过将常规采集的T1w图像合成为TSE图像,并采用自回归切片条件化确保体积一致性,从而恢复运动伪影损坏的MR图像。该模型在7T MRI数据上训练(n=577),在域内测试中表现高保真度(SSIM=0.84,FSIM=0.94),并良好泛化至3T数据。在ADNI3数据集中,经质量控制后,可分析受试者增加了31.8%(593 vs 450),并提高了海马亚区萎缩诊断组间差异的效应量。
MRecover是一种创新的条件生成模型,旨在解决高分辨率T2w涡轮自旋回波(TSE)MRI扫描中因运动伪影导致的数据丢失问题。海马亚区分割需要高分辨率的T2w TSE MRI,但该序列容易受到运动伪影的影响,导致大量数据不可用。MRecover的独特之处在于,它利用常规采集的T1w加权图像,通过自回归切片条件化技术生成逼真的TSE图像,从而在保持体积一致性的同时恢复运动伪影区域。
研究团队使用7T MRI数据(n=577)对模型进行训练,并在域内数据集(n=148)中验证了其高保真度,结构相似性指数(SSIM)达到0.84,特征相似性指数(FSIM)达到0.94。模型不仅在同质数据上表现优异,还展现出出色的泛化能力。在域外的3T数据(n=416)上,合成图像与原始图像的亚区体积高度相关(r=0.87-0.97),证明了其跨场强应用的潜力。此外,在受运动影响的ADNI3数据集中,经过质量控制后,可分析受试者数量从450人增加到593人,提升了31.8%,显著减少了数据浪费。
更值得注意的是,通过增加样本量,使用MRecover合成图像进行诊断时,海马亚区萎缩的组间差异效应量显著增大。例如,整个海马的效应量(ε²)从0.086-0.062提升至0.121-0.100(左右半球),这增强了统计能力,有助于更敏感地检测疾病相关的结构变化。MRecover不仅恢复了图像质量,还提升了后续分析的科学价值。
该研究由Jinghang Li等16位作者完成,论文发表于arXiv(编号2605.21669),并提供项目页面(https://jinghangli98.github.io/MRecover/)供进一步参考。这一方法为运动伪影问题提供了一种有效的解决方案,有望在临床和研究环境中改善神经影像学的可分析性和诊断精确性。