客観的な画像品質指標と、MR画像の診断品質の専門家放射線科医のスコアリングとの比較

ルート平均平方根誤差（RMSE）や構造類似性インデックス（SSIM）などの画質メトリック（IQMS）は、加速された磁気共鳴イメージング（MRI）の獲得と再構成戦略の評価と最適化に一般的に使用されます。ただし、これらのインデックスが診断的な画質に対する放射線科医の認識にどれだけ適しているかは不明です。この研究では、5人の放射線科医の画質スコアをRMSE、SSIM、およびその他の潜在的に有用なIQMS：ピーク信号対ノイズ比（PSNR）マルチスケールSSIM（MSSSIM）、情報加重SSIM（IWSSIM）、勾配を比較します。マグニチュード類似性偏差（GMSD）、機能類似性指数（FSIM）、高ダイナミックレンジ可視差予測子（HDRVDP）、ノイズ品質メトリック（NQM）、視覚情報忠実度（VIF）。この比較では、脳と腹部のMR画像のデータベースを使用して、騒音、ぼやけ、アンダーサンプリング、動き、およびウェーブレット圧縮により、合計414個の劣化画像によって遡及的に分解されました。5人の放射線科医によって合計1017の主観スコアが割り当てられました。IQMパフォーマンスは、スピアマンランクの順序相関係数（SROCC）を介して測定され、IQMスコアの残差と放射線科医のスコアの統計的に有意な差がテストされました。すべての画像タイプにわたってすべての放射線科医のスコアを組み合わせることから計算されたSROCCを考慮すると、RMSEとSSIMは、研究に含まれる他の6つのIQM（VIF、FSIM、NQM、GMSD、IWSSIM、およびHDRVDP）よりも低いSROCCでした。いずれの場合も、SSIMにはRMSEよりも高いSROCCまたは大幅に小さい残差がありました。これらの結果は、将来のイメージング研究でIQMを選択する際に考慮する必要があります。

Image quality metrics (IQMs) such as root mean square error (RMSE) and structural similarity index (SSIM) are commonly used in the evaluation and optimization of accelerated magnetic resonance imaging (MRI) acquisition and reconstruction strategies. However, it is unknown how well these indices relate to a radiologist's perception of diagnostic image quality. In this study, we compare the image quality scores of five radiologists with the RMSE, SSIM, and other potentially useful IQMs: peak signal to noise ratio (PSNR) multi-scale SSIM (MSSSIM), information-weighted SSIM (IWSSIM), gradient magnitude similarity deviation (GMSD), feature similarity index (FSIM), high dynamic range visible difference predictor (HDRVDP), noise quality metric (NQM), and visual information fidelity (VIF). The comparison uses a database of MR images of the brain and abdomen that have been retrospectively degraded by noise, blurring, undersampling, motion, and wavelet compression for a total of 414 degraded images. A total of 1017 subjective scores were assigned by five radiologists. IQM performance was measured via the Spearman rank order correlation coefficient (SROCC) and statistically significant differences in the residuals of the IQM scores and radiologists' scores were tested. When considering SROCC calculated from combining scores from all radiologists across all image types, RMSE and SSIM had lower SROCC than six of the other IQMs included in the study (VIF, FSIM, NQM, GMSD, IWSSIM, and HDRVDP). In no case did SSIM have a higher SROCC or significantly smaller residuals than RMSE. These results should be considered when choosing an IQM in future imaging studies.