論文の概要: Simultaneous super-resolution and motion artifact removal in
diffusion-weighted MRI using unsupervised deep learning
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2105.00240v1
- Date: Sat, 1 May 2021 13:13:53 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2021-05-04 14:11:23.987269
- Title: Simultaneous super-resolution and motion artifact removal in
diffusion-weighted MRI using unsupervised deep learning
- Title(参考訳): 拡散強調MRIにおける教師なし深層学習を用いた超解像と動画像の同時除去
- Authors: Hyungjin Chung, Jaehyun Kim, Jeong Hee Yoon, Jeong Min Lee, and Jong
Chul Ye
- Abstract要約: 解像度を高め,同時にモーションアーティファクトを除去できる,完全教師なしの品質向上方式を提案する。
提案手法は, 教師なし学習を用いたmriの文脈において, 超解像と運動アーティファクトの補正を同時に行う最初の方法である。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 23.33029012277273
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Diffusion-weighted MRI is nowadays performed routinely due to its prognostic
ability, yet the quality of the scans are often unsatisfactory which can
subsequently hamper the clinical utility. To overcome the limitations, here we
propose a fully unsupervised quality enhancement scheme, which boosts the
resolution and removes the motion artifact simultaneously. This process is done
by first training the network using optimal transport driven cycleGAN with
stochastic degradation block which learns to remove aliasing artifacts and
enhance the resolution, then using the trained network in the test stage by
utilizing bootstrap subsampling and aggregation for motion artifact
suppression. We further show that we can control the trade-off between the
amount of artifact correction and resolution by controlling the bootstrap
subsampling ratio at the inference stage. To the best of our knowledge, the
proposed method is the first to tackle super-resolution and motion artifact
correction simultaneously in the context of MRI using unsupervised learning. We
demonstrate the efficiency of our method by applying it to both quantitative
evaluation using simulation study, and to in vivo diffusion-weighted MR scans,
which shows that our method is superior to the current state-of-the-art
methods. The proposed method is flexible in that it can be applied to various
quality enhancement schemes in other types of MR scans, and also directly to
the quality enhancement of apparent diffusion coefficient maps.
- Abstract(参考訳): 拡散強調MRIは, 予後不良のため, 日常的に行われているが, スキャンの質は不満足であり, 臨床効果を阻害する可能性がある。
本稿では,この制限を克服するため,完全教師なし品質向上手法を提案し,解像度を向上し,同時に動作アーティファクトを除去する。
このプロセスは、まず、まず、搬送駆動サイクルGANと確率分解ブロックを用いてネットワークをトレーニングし、エイリアシングアーティファクトを除去し、分解性を高めることを学習し、次にブートストラップサブサンプリングとアグリゲーションを利用して、テスト段階でトレーニングされたネットワークを使用して動きアーティファクトを抑圧する。
さらに,推定段階でのブートストラップサブサンプリング比を制御することにより,アーティファクト補正量と分解能のトレードオフを制御できることも示している。
提案手法は, 教師なし学習を用いたmriの文脈において, 超解像と運動アーティファクトの補正を同時に行う最初の方法である。
本手法はシミュレーションによる定量的評価と生体内拡散強調型mrスキャンの両方に応用し,その効率を実証する。
提案手法は,他の種類のMRスキャンにおける様々な品質向上スキームに適用可能であり,また,明らかな拡散係数マップの品質向上にも直接適用可能である。
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