論文の概要: Self-Supervised Joint Reconstruction and Denoising of T2-Weighted PROPELLER MRI of the Lungs at 0.55T
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.14308v1
- Date: Fri, 18 Jul 2025 18:29:08 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-07-22 20:51:31.832244
- Title: Self-Supervised Joint Reconstruction and Denoising of T2-Weighted PROPELLER MRI of the Lungs at 0.55T
- Title(参考訳): 0.55TにおけるT2強調 ProPELLER MRIの自励的関節再建と難聴
- Authors: Jingjia Chen, Haoyang Pei, Christoph Maier, Mary Bruno, Qiuting Wen, Seon-Hi Shin, William Moore, Hersh Chandarana, Li Feng,
- Abstract要約: 再建肺MRIの画質は2人の経験者により視覚的に評価された。
提案した自己教師型モデルにより,肺像の明瞭度構造的整合性が向上した。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 1.3149280871441427
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Purpose: This study aims to improve 0.55T T2-weighted PROPELLER lung MRI through a self-supervised joint reconstruction and denoising model. Methods: T2-weighted 0.55T lung MRI dataset including 44 patients with previous covid infection were used. A self-supervised learning framework was developed, where each blade of the PROPELLER acquisition was split along the readout direction into two partitions. One subset trains the unrolled reconstruction network, while the other subset is used for loss calculation, enabling self-supervised training without clean targets and leveraging matched noise statistics for denoising. For comparison, Marchenko-Pastur Principal Component Analysis (MPPCA) was performed along the coil dimension, followed by conventional parallel imaging reconstruction. The quality of the reconstructed lung MRI was assessed visually by two experienced radiologists independently. Results: The proposed self-supervised model improved the clarity and structural integrity of the lung images. For cases with available CT scans, the reconstructed images demonstrated strong alignment with corresponding CT images. Additionally, the proposed model enables further scan time reduction by requiring only half the number of blades. Reader evaluations confirmed that the proposed method outperformed MPPCA-denoised images across all categories (Wilcoxon signed-rank test, p<0.001), with moderate inter-reader agreement (weighted Cohen's kappa=0.55; percentage of exact and within +/-1 point agreement=91%). Conclusion: By leveraging intrinsic structural redundancies between two disjoint splits of k-space subsets, the proposed self-supervised learning model effectively reconstructs the image while suppressing the noise for 0.55T T2-weighted lung MRI with PROPELLER sampling.
- Abstract(参考訳): 目的: 本研究は, 自覚的関節再建・脱神経モデルを用いて, 0.55T T2強調PROPELLER肺MRIを改善することを目的としている。
方法: T2-weighted 0.55T lung MRI data with 44 patients with previous covid infection was used。
自己教師型学習フレームワークを開発し, ProPELLER 買収の各ブレードを読み出し方向に沿って2つの分割に分割した。
1つのサブセットはアンロールされた再構成ネットワークをトレーニングし、もう1つのサブセットは損失計算に使われ、クリーンなターゲットを使わずに自己教師型トレーニングを可能にし、一致したノイズ統計を利用してノイズを識別する。
また, コイル寸法に沿ってMPPCAを行い, 従来の並列画像再構成を行った。
再建肺MRIの画質は2人の経験者から独立して評価された。
結果: 自己監督モデルにより, 肺画像の明瞭度と構造的整合性が向上した。
画像診断はCT画像と強く一致していた。
さらに,本モデルでは,ブレード数の半分しか必要とせず,スキャン時間を短縮することができる。
読者評価の結果,提案手法は全てのカテゴリでMPPCAデノベート画像(Wilcoxon signed-rank test, p<0.001)より優れており, 中間読影契約(Cohen's kappa=0.55, 精度および+/-1点一致率=91%)が得られた。
結語: k-空間部分集合の2つの解離した部分集合の内在的構造的冗長性を活用することにより,提案した自己教師型学習モデルは,PropELLERサンプリングによる0.55T T2強調肺MRIのノイズを抑えながら,画像の再構成を効果的に行う。
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