用于小肠动态MRI的统一NDMI标准：重复性及对多中心数据差异的敏感性

《Abdominal Radiology》：Unified NDMI for small intestinal cine MRI: repeatability and sensitivity to multicenter variability

肠动力比较研究采用统一NDMI指标，对比光流法、形态学分割及隐式神经注册三种方法在扫描一致性、敏感性和多中心鲁棒性上的差异。结果显示形态学ICC最高，隐式神经注册准确率和相关系数最优，光流法对噪声和尺度敏感。提出场景化方法选择策略和跨中心验证需求。

　　

摘要

目的

建立一个以可比性为先的小肠运动电影磁共振成像（cine-MRI）范式，使用一种统一的、与特征无关的标准化差分运动指数（NDMI）。在此基础上，我们研究了在三种方法学家族（光流、形态学和隐式神经表示（INR））下，模拟多中心变异性条件下的扫描-重扫一致性和灵敏度。

方法

十二名健康志愿者接受了同一扫描仪的扫描-重扫电影磁共振成像检查。筛选出了十九个高置信度的感兴趣区域（ROI）子序列。运动特征来自：(i) 广义光流，(ii) JointSwinUNETR分割，以及 (iii) 适应于二维序列的 INR 配准。采用单一的 NDMI 参数化方法，并将其与专家的三级序数评分（剧烈/中等/低）进行比较，使用准确性、加权卡帕系数（xw）和斯皮尔曼等级相关系数（\(\rho \)）进行评估。重复性通过布兰德-阿尔特曼（Bland-Altman）分析进行评估。通过控制性扰动（强度缩放/偏差、高斯噪声、仿射失真）来探测鲁棒性，并估计了方差贡献。同时记录了每帧的延迟时间。

结果

所有方法与专家评分的一致性都很好：INR 的整体准确性和等级相关性最高（Acc\(\approx 0.88\)），\(\rho \) 值也最高；形态学方法的二次加权\(\kappa \)值最强；而光流方法的总体表现较低，尤其是在中等类别中。带符号的布兰德-阿尔特曼分析显示形态学的偏差接近于零，一致性界限最紧密，具有最高的\(\textrm{ICC}\)值；INR 的重复性为中等，光流的重复性范围较宽。在模拟的多中心扰动条件下，主要方差来源有所不同——光流受噪声和各向同性尺度的影响，形态学受几何失真的影响，INR 受莱斯噪声（Rician noise）的影响——而在测试范围内，全局强度变化可以忽略不计。平均每帧延迟时间分别为：形态学 0.03 秒，光流 0.07 秒，INR 5.66 秒。

结论

NDMI 为肠道运动的跨方法比较提供了一个统一的、与特征无关的基础。在受控条件下，这三种方法都是可重复的：形态学方法的一致性最高；INR 与专家评分的一致性最好，并且对仿射变化具有相对较强的鲁棒性；光流对信噪比（SNR）和尺度的变化更为敏感。这些结果支持根据具体场景选择合适的方法，并推动了采用统一协议的多中心验证研究。

目的

建立一个以可比性为先的小肠运动电影磁共振成像（cine-MRI）范式，使用一种统一的、与特征无关的标准化差分运动指数（NDMI）。在此基础上，我们研究了在三种方法学家族（光流、形态学和隐式神经表示（INR））下，模拟多中心变异性条件下的扫描-重扫一致性和灵敏度。

方法

十二名健康志愿者接受了同一扫描仪的扫描-重扫电影磁共振成像检查。筛选出了十九个高置信度的感兴趣区域（ROI）子序列。运动特征来自：(i) 广义光流，(ii) JointSwinUNETR分割，以及 (iii) 适应于二维序列的 INR 配准。采用单一的 NDMI 参数化方法，并将其与专家的三级序数评分（剧烈/中等/低）进行比较，使用准确性、加权卡帕系数（xw）和斯皮尔曼等级相关系数（\(\rho \)）进行评估。重复性通过布兰德-阿尔特曼（Bland-Altman）分析进行评估。通过控制性扰动（强度缩放/偏差、高斯噪声、仿射失真）来探测鲁棒性，并估计了方差贡献。同时记录了每帧的延迟时间。

结果

所有方法与专家评分的一致性都很好：INR 的整体准确性和等级相关性最高（Acc\(\approx 0.88\)），\(\rho \) 值也最高；形态学方法的二次加权\(\kappa \)值最强；而光流方法的总体表现较低，尤其是在中等类别中。带符号的布兰德-阿尔特曼分析显示形态学的偏差接近于零，一致性界限最紧密，具有最高的\(\textrm{ICC}\)值；INR 的重复性为中等，光流的重复性范围较宽。在模拟的多中心扰动条件下，主要方差来源有所不同——光流受噪声和各向同性尺度的影响，形态学受几何失真的影响，INR 受莱斯噪声的影响；而在测试范围内，全局强度变化可以忽略不计。平均每帧延迟时间分别为：形态学 0.03 秒，光流 0.07 秒，INR 5.66 秒。

结论

NDMI 为肠道运动的跨方法比较提供了一个统一的、与特征无关的基础。在受控条件下，这三种方法都是可重复的：形态学方法的一致性最高；INR 与专家评分的一致性最好，并且对仿射变化具有相对较强的鲁棒性；光流对信噪比（SNR）和尺度的变化更为敏感。这些结果支持根据具体场景选择合适的方法，并推动了采用统一协议的多中心验证研究。