Повышение качества МР-изображений за счет регистрации при усреднении сигнала

Цель: С появлением неинвазивной нейровизуализации было создано множество цифровых атласов нейроанатомии человека. Их точность ограничена разрешением и возможностями регистрации сигнала имеющегося оборудования. Чтобы преодолеть эти ограничения и получить высокоразрешающие изображения нейроанатомии человека in vivo, мы оценили пригодность регистрации изображений одного испытуемого для последующего усреднения МР-сигнала.

Методы: У одного испытуемого получили 27 высокоразрешающих объемных изображений, взвешенных по T1 (7 с размером вокселя 0,78 мм³ и 20 — 1,0 мм³), а также 12 объемных изображений с двойным эхом, взвешенных по T2 и протонной плотности. Все изображения автоматически регистрировали в едином стереотаксическом пространстве, передискретизировали и усредняли по интенсивности. Полученные изображения оценивали с точки зрения анатомической информативности и пригодности для других методов анализа.

Результаты: Заметное улучшение качества изображений наблюдалось уже при объединении всего пяти T1-взвешенных объемов. Ожидаемое отношение сигнал/шум возрастало пропорционально квадратному корню из числа объединенных сканов и достигало 5,2 при n = 27. Улучшение при усреднении 27 сканов было настолько выраженным, что четко визуализировались мелкие анатомические структуры, включая подъядерные образования таламуса и серые перемычки между хвостатым ядром и скорлупой. Улучшилась также визуализация границ серого и белого вещества и мелких структур, окруженных тканями с различной интенсивностью сигнала T1. Усредненные изображения, взвешенные по T2 и протонной плотности, также превосходили одиночные сканы по качеству, однако улучшение было менее выраженным, чем для T1-взвешенных объемов.

Выводы: В целом усиление сигнала при усреднении повышало качество анатомических изображений, а полученные данные подходили для применения нескольких методов последующей обработки. Высокое качество улучшенных изображений позволяет использовать данные по-новому и расширяет возможности изучения нейроанатомии человека in vivo.