Fetal motion is unpredictable and rapid on the scale of conventional MR scan times. Therefore, dynamic fetal MRI, which aims at capturing fetal motion and dynamics of fetal function, is limited to fast imaging techniques with compromises in image quality and resolution. Super-resolution for dynamic fetal MRI is still a challenge, especially when multi-oriented stacks of image slices for oversampling are not available and high temporal resolution for recording the dynamics of the fetus or placenta is desired. Further, fetal motion makes it difficult to acquire high-resolution images for supervised learning methods. To address this problem, in this work, we propose STRESS (Spatio-Temporal Resolution Enhancement with Simulated Scans), a self-supervised super-resolution framework for dynamic fetal MRI with interleaved slice acquisitions. Our proposed method simulates an interleaved slice acquisition along the high-resolution axis on the originally acquired data to generate pairs of low- and high-resolution images. Then, it trains a super-resolution network by exploiting both spatial and temporal correlations in the MR time series, which is used to enhance the resolution of the original data. Evaluations on both simulated and in utero data show that our proposed method outperforms other self-supervised super-resolution methods and improves image quality, which is beneficial to other downstream tasks and evaluations.


翻译:常规 MR 扫描时, 胎儿运动无法预测且速度很快。 因此, 以捕捉胎儿运动和胎儿功能动态为目的的动态胎儿MRI, 仅限于在图像质量和分辨率上妥协的快速成像技术。 动态胎儿MRI 的超级分辨率仍是一个挑战, 特别是当没有多方向的多抽样图像切片, 记录胎儿或胎盘的动态需要高时间分辨率。 此外, 胎儿运动使得很难获得高分辨率图像, 用于监管的学习方法。 为了解决这个问题, 我们在此工作中建议STRESS( 模拟扫描扫描的Spatio- 临时分辨率增强), 动态胎儿MRI 的自我监督超分辨率框架, 并获得切片的切片。 我们提议的方法模拟在最初获得的数据的高分辨率轴上, 以生成低分辨率和高分辨率图像的配对。 然后, 通过利用MR时间序列中的空间和时空相关性来培训一个超级分辨率网络。 用于加强原始数据分辨率的模拟和下游评估方法, 用于加强我们原始图像的模拟的自我评估方法。

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