白血球症患者のアーカイブ研究のための修正拡散テンソル画像処理パイプライン

背景：アーカイブされた拡散テンソルイメージング（DTI）研究では、シングルショットエコー平面イメージング（EPI）の歪みを修正するために必要な逆相エンコード（PE）スキャンが取得されていない可能性があります。さらに、DTIトラクトグラフィーは、白質脳症（LE）による誤った白質セグメンテーションによって悪影響を受けます。これらすべての問題に対処する必要があります。 目的：既存の取得プロトコルの制限を克服するために、擬似T2重量画像（DICOT）を使用した歪み補正を備えた修正DTI処理パイプラインを提案および評価します。 調査タイプ：遡及的実現可能性。 被験者：DICOTは、シミュレートされたデータと84の急性リンパ芽球性白血病（ALL）患者で評価されました。その後、パイプラインは、逆のPEを取得しない261人のすべての患者から522回のスキャンでテストされました。 フィールド強度/シーケンス：A 3 T;拡散加重エピ;3D磁化は、迅速な獲得勾配エコー（MPRAGE）を調製しました。 統計テスト：異なる方法で得られた分数異方性（FA）値を比較するために、分散およびTukey事後テストの繰り返し測定分析を実施しました。 評価：FAおよび対応する絶対誤差マップは、TOPUP、DICOT、Inversion（非常に単純な登録の逆コントラスト正規化）およびCORR（修正なし）を使用して取得されました。各メソッドは、Topupと比較して評価されました。全患者のパイプラインは、グローバルな相関値を使用して歪み補正の故障率に基づいて評価されました。 結果：DICOTを使用すると、シミュレーションデータセットのFAで平均絶対誤差が平均32％減少しました。84人の患者では、DICOTのFAでは誤差削減が約15％でしたが、反転では5％でした。P = 0.090/0.894（AP/PA）のFAでは、トップアップとDICOTの間に有意差は観察されませんでした。追加の手動介入が必要な516件の試験のうち15のみ。 結論：この変更されたパイプラインは、反転よりも優れた結果をもたらしました。さらに、トップアップ補正に必要な逆のPEなしで獲得したアーカイブされた患者スキャンで堅牢なパフォーマンスが実証されました。 証拠レベル：3技術的有効性：ステージ2。

BACKGROUND: In archived diffusion tensor imaging (DTI) studies, a reversed-phase encoding (PE) scan required to correct the distortion in single-shot echo-planar imaging (EPI) may not have been acquired. Furthermore, DTI tractography is adversely affected by incorrect white matter segmentation due to leukoencephalopathy (LE). All these issues need to be addressed. PURPOSE: To propose and evaluate a modified DTI processing pipeline with DIstortion COrrection using pseudo T2 -weighted images (DICOT) to overcome limitations in existing acquisition protocols. STUDY TYPE: Retrospective feasibility. SUBJECTS: DICOT was assessed in simulated data and 84 acute lymphoblastic leukemia (ALL) patients with reversed PE acquired. The pipeline was then tested in 522 scans from 261 ALL patients without a reversed PE acquired. FIELD STRENGTH/SEQUENCE: A 3 T; diffusion-weighted EPI; 3D magnetization prepared rapid acquisition gradient echo (MPRAGE). STATISTICAL TESTS: Repeated measures analysis of variance and Tukey post hoc tests were performed to compare fractional anisotropy (FA) values obtained by different methods. ASSESSMENT: FA and corresponding absolute error maps were obtained using TOPUP, DICOT, INVERSION (Inverse contrast Normalization for VERy Simple registratION) and NO CORR (no correction). Each method was assessed by comparing to TOPUP. The pipeline in the ALL patients was evaluated based on the failure rate of the distortion correction using the global correlation values. RESULTS: Using DICOT reduced the mean absolute errors by an average of 32% in FA in simulation datasets. In 84 patients, the error reductions were approximately 15% in FA with DICOT, while it was 5% with INVERSION. No significant differences between the TOPUP and DICOT were observed in FA with P = 0.090/0.894(AP/PA). Only 15 of 516 examinations requiring any additional manual intervention. CONCLUSION: This modified pipeline produced better results than the INVERSION. Furthermore, robust performance was demonstrated in archived patient scans acquired without an inverse PE necessary for TOPUP correction. EVIDENCE LEVEL: 3 TECHNICAL EFFICACY: Stage 2.