脑部扩散磁共振成像超分辨率重建研究进展
谢心怡, 王远军

Research Progress on Super-resolution Reconstruction of Brain Diffusion Magnetic Resonance Images
XIE Xinyi, WANG Yuanjun
表2 评价指标分类
Table 2 Classification table of evaluation indicators
类别 指标 中文名称 含义 说明
图像保真度指标 Peak Signal-to-Noise Ratio (PSNR)[60] 峰值信噪比 衡量重建图像与参考图像之间的全局误差,值越高表示重建质量越好 基于均方误差计算,对误差敏感,但可能与视觉感知不完全一致,常用于评估DWI或参数图的重建质量
Structural Similarity Index (SSIM)[60] 结构相似性指数 从亮度、对比度、结构三方面综合评估图像之间的相似度,更符合人眼视觉感知 值域为[0, 1],值越接近1表示相似度越高,适用于评估空间超分辨率结果的结构保真度
微结构标量误差指标 Mean Absolute Error (MAE)[14] 平均绝对误差 计算预测标量值与真实值之间绝对误差的平均值 最基础的误差度量
Mean Squared Error (MSE)[22] 均方误差 计算预测值与真实值之间平方误差的平均值 对较大误差更敏感
Normalized Mean Absolute Error (NMAE)[13] 归一化平均绝对误差 对MAE进行归一化处理,便于比较不同量级的数据 具体归一化方式需在上下文中明确,通常除以真实值的范围或均值
Normalized Mean Squared Error (NMSE)[10] 归一化均方误差 对MSE进行归一化处理,便于比较不同量级的数据 具体归一化方式需在上下文中明确,通常除以真实值的范围或均值
纤维方向重建评估指标 Angular Correlation Coefficient (ACC)[57] 角相关系数 评估预测的纤维方向与参考真实方向在空间上的一致性 评估纤维方向估计整体准确性的核心指标
Mean Angular Error (MAE)[57] 平均角度误差 衡量预测纤维主峰方向与参考真实方向之间的平均角度差 此MAE专指角度误差,与上文“平均绝对误差”含义不同
Peak Error (PE)[57] 峰值误差 衡量预测纤维主峰幅度与参考真实幅度之间的峰值差 反映对纤维强度估计的准确性
Proportion of Correct Peaks (PCP)[38] 正确峰比例 统计正确识别出的纤维方向的比例 一种基于分类正确率的评估方式,计算时设有阈值
Earth Mover‘s Distance (EMD)[61] 推土机距离 衡量整个fODF分布与参考真实分布之间差异 评估分布层面相似性的核心指标,反映整体匹配度,综合考量角度和幅度
纤维追踪评估指标 Valid Streamlines[62] 有效流线比例 在所有生成的流线中,属于任一真实纤维束的流线比例 反映追踪结果的纯净度,值低说明假阳性高
Bundle Overlap[62] 纤维束重叠度 估计的纤维束与真实纤维束体素交集与真实集的比值 衡量灵敏度,即找回真实纤维束的能力
Bundle Overreach[62] 纤维束过度延伸度 估计的纤维束超出真实纤维束的部分与真实集的比值 衡量特异度,值高表示假阳性多
Valid Bundles[62] 有效纤维束数量 被正确识别出的、与真实解剖结构相符的纤维束数量 衡量算法重建特定神经通路的能力
Dice Coefficient[10] Dice系数 两个二元分割结果的空间重叠程度 衡量纤维束分割结果
重测信度指标 Coefficient of Variation (CV)[57] 变异系数 计算同一受试者经多次扫描的某指标的标准差与均值的比值 反映数据相对于其平均值的离散程度,值越低表示稳定性越好
Weighted Mean Coefficient of Variation (wmCoV)[57] 加权平均变异系数 针对连接组矩阵,对每个连接边的CV进行加权平均求变异系数,权重取决于连接强度 由于连接组数据通常具有高度偏态分布,wmCoV通过对强连接赋予更高权重,更能代表整体连接组的重测信度
Intraclass Correlation Coefficient (ICC)[63] 组内相关系数 量化重测信度的核心统计量,评估同一受试者多次扫描结果的一致性程度 ICC > 0.75通常被认为信度优秀,是比简单相关性更严格的指标