Super Resolution for Improved Multislice Prostate MRI

超分辨率改进的多层前列腺 MRI

基本信息

  • 批准号:
    10517814
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 56.55万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2022
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2022-07-10 至 2026-03-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

PROJECT SUMMARY / ABSTRACT Prostate cancer (PCa) is the most common and second most deadly non-cutaneous cancer in men in the USA, but five-year survival rates approaching 100% are possible if detected early. Prostate MRI has become increasingly important in cancer detection and localization. Two-dimensional (2D) multislice T2-weighted spin-echo (T2SE) and diffusion-weighted (DWI) acquisitions are mainstays of clinical prostate MRI, but radi- ological interpretation is hindered because through-plane resolution is 3–8× coarser than inplane resolution. This is particularly limiting in the transition zone (TZ) of the prostate where differences in relaxation times between malignant and normal tissue are small, and interpretation is often based on sharpness-related criteria such as encapsulation. Per PI-RADSv2.1, T2SE is the critical sequence. Reported sensitivity is far less than ideal, 30 to 70%. In addition to the specific need for improved diagnostic accuracy in the TZ, there is an initiative to make prostate MRI exams shorter and more efficient. Thus, there is a need to reconcile these competing demands of improved resolution and contrast via reduced partial volume effects with higher effi- ciency in prostate MRI. We have developed a super resolution (SR) method for T2SE which uses overlapped, standard-thickness (3mm) axial slices to form 1mm slices with reconstruction in kZ-space, dubbed kZ-multislice (KZM). We have shown in vivo the superior sharpness of the resultant images vs. 3mm slices for equal inplane resolution. More recently we have developed methods which virtually eliminate the slice-to-slice in- consistency disrupting current KZM reconstruction and degrading image quality. Our central hypothesis is that this KZM approach shown in feasibility studies can now be markedly improved technically to simultane- ously provide improved through-plane resolution and allow reduced scan time, resulting in an efficient tech- nique enabling improved performance of clinical prostate T2SE and DWI MRI. We propose to: 1. Develop techniques for rapid, high quality, multislice acquisition suitable for SR prostate T2SE. We will incorporate non-traditional RF excitation pulses for improved fidelity in kZ. We will use simultaneous multi- slice (SMS) to reduce scan time and statistical reconstruction to retain SNR. We will develop means to measure the small, 1-2 mm A/P prostate motion during the scan, allowing accurate motion correction. 2. Extend the SR methodology developed for T2SE to DWI of the prostate. Segmented acquisition will provide for slice-to-slice positional consistency. SR reconstruction will be tuned to the individual b-values used. Sta- tistical reconstruction will retain SNR, allowing thin-slice images of the ADC. 3. Apply SR techniques to multislice prostate MRI. We will evaluate our technical developments in clinical evaluations, comparing conventional T2SE with our new SR method for a Super Abbreviated Exam (SAE). We will also evaluate our T2SE KZM method on improved accuracy in detecting PCa in the transition zone.
项目摘要 /摘要 前列腺癌(PCA)是男性中最常见和第二大致命的非染色性癌症 美国,但如果早期检测到五年生存率,则可能接近100%。前列腺MRI已成为 在癌症检测和定位中越来越重要。二维(2D)多层T2加权 自旋回波(T2SE)和扩散加权(DWI)的采集是临床前列腺MRI的支柱,但放射线 由于平面分辨率比平面分辨率比平面分辨率更粗面,因此会阻碍平板分辨率。 这在前列腺的过渡区(TZ)中尤其有限 在恶性组织和正常组织之间很小,解释通常基于与清晰度相关的标准 例如封装。 Pi-Radsv2.1,T2SE是临界序列。报告的灵敏度远低于 理想,30%至70%。除了特定需要提高TZ诊断准确性的需求外,还有一个 使前列腺MRI考试更短,更有效的倡议。那需要调和这些 通过降低部分体积效应并提高效率,对分辨率和对比的竞争需求提高了 - 前列腺MRI的效率。我们已经为T2SE开发了一种超级分辨率(SR)方法,该方法使用重叠, 标准厚度(3mm)轴向切片,形成1mm切片,并在Kz空间中重建,称为Kz-Multislice (KZM)。我们已经在体内显示了所得图像的超级清晰度,而3mm切片相等 平面分辨率。最近,我们开发了几乎消除切片至片的方法 一致性破坏当前的KZM重建和降解图像质量。我们的中心假设是 可行性研究中显示的这种KZM方法现在可以在技术上显着改进 提供了改进的平面分辨率,并允许减少扫描时间,从而导致有效的技术 - Nique可以改善临床前列腺T2SE和DWI MRI的性能。我们建议: 1。开发适用于SR前列腺T2SE的快速,高质量,多层采集的技术。我们将 结合非传统的RF激动人心的脉冲,以提高KZ的保真度。我们将使用简单的多种 切片(SMS),以减少扫描时间和统计重建以保留SNR。我们将发展手段 在扫描过程中测量小的1-2 mm A/P前列腺运动,从而可以准确校正。 2。扩展为T2SE开发的SR方法至前列腺的DWI。分段的收购将提供 用于切片至斜切的位置一致性。 SR重建将调整为使用的单个B值。 sta- 潮流的重建将保留SNR,允许ADC的薄板图像。 3。将SR技术应用于多层前列腺MRI。我们将评估我们的临床技术发展 评估,将常规T2SE与我们的新SR方法进行比较,以进行超级缩写考试(SAE)。 我们还将评估我们的T2SE KZM方法在检测过渡区域的PCA方面提高精度。

项目成果

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