論文の概要: Attention Incorporated Network for Sharing Low-rank, Image and K-space Information during MR Image Reconstruction to Achieve Single Breath-hold Cardiac Cine Imaging
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.03034v1
- Date: Wed, 3 Jul 2024 11:54:43 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-07-04 14:35:46.894556
- Title: Attention Incorporated Network for Sharing Low-rank, Image and K-space Information during MR Image Reconstruction to Achieve Single Breath-hold Cardiac Cine Imaging
- Title(参考訳): MR画像再構成における低位, 画像, K空間情報共有のための注意ネットワーク
- Authors: Siying Xu, Kerstin Hammernik, Andreas Lingg, Jens Kuebler, Patrick Krumm, Daniel Rueckert, Sergios Gatidis, Thomas Kuestner,
- Abstract要約: 我々は,MRI再構成のための新しい深層学習ネットワークに,低ランク,画像,k空間を含む複数の領域からの情報を埋め込むことを提案する。
A-LIKNetは並列ブランチ構造を採用し、k空間と画像領域で独立した学習を可能にする。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 9.531827741901662
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Cardiac Cine Magnetic Resonance Imaging (MRI) provides an accurate assessment of heart morphology and function in clinical practice. However, MRI requires long acquisition times, with recent deep learning-based methods showing great promise to accelerate imaging and enhance reconstruction quality. Existing networks exhibit some common limitations that constrain further acceleration possibilities, including single-domain learning, reliance on a single regularization term, and equal feature contribution. To address these limitations, we propose to embed information from multiple domains, including low-rank, image, and k-space, in a novel deep learning network for MRI reconstruction, which we denote as A-LIKNet. A-LIKNet adopts a parallel-branch structure, enabling independent learning in the k-space and image domain. Coupled information sharing layers realize the information exchange between domains. Furthermore, we introduce attention mechanisms into the network to assign greater weights to more critical coils or important temporal frames. Training and testing were conducted on an in-house dataset, including 91 cardiovascular patients and 38 healthy subjects scanned with 2D cardiac Cine using retrospective undersampling. Additionally, we evaluated A-LIKNet on the real-time 8x prospectively undersampled data from the OCMR dataset. The results demonstrate that our proposed A-LIKNet outperforms existing methods and provides high-quality reconstructions. The network can effectively reconstruct highly retrospectively undersampled dynamic MR images up to 24x accelerations, indicating its potential for single breath-hold imaging.
- Abstract(参考訳): 心臓磁気共鳴画像(Cydiac Cine Magnetic Resonance Imaging, MRI)は、臨床における心臓形態と機能に関する正確な評価を提供する。
しかし、MRIは長い取得時間を必要とし、近年のディープラーニングベースの手法は、画像の高速化と再構成品質の向上を大いに約束している。
既存のネットワークは、単一ドメインの学習、単一正規化項への依存、同等の機能貢献など、さらなる加速可能性を制限するいくつかの共通の制限を示す。
これらの制約に対処するため、我々は低ランク、画像、k空間を含む複数の領域からの情報をMRI再構成のための新しい深層学習ネットワークに組み込むことを提案し、A-LIKNetと表現する。
A-LIKNetは並列ブランチ構造を採用し、k空間と画像領域で独立した学習を可能にする。
結合情報共有層は、ドメイン間の情報交換を実現する。
さらに,より重要なコイルや重要な時間的フレームに重みを割り当てるための注意機構をネットワークに導入する。
心血管疾患患者91名,健常者38名を対象に2次元心シンスキャンを行った。
さらに,A-LIKNetをOCMRデータセットから将来的なアンサンプされた8倍の精度で評価した。
その結果,提案するA-LIKNetは既存の手法よりも優れ,高品質な再構築を実現していることがわかった。
このネットワークは、最大24倍の加速度で高解像度にアンサンプされた動的MR画像を効果的に再構成することができ、単一の呼吸ホールドイメージングの可能性を示唆している。
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