Data-driven approaches recently achieved remarkable success in magnetic resonance imaging (MRI) reconstruction, but integration into clinical routine remains challenging due to a lack of generalizability and interpretability. In this paper, we address these challenges in a unified framework based on generative image priors. We propose a novel deep neural network based regularizer which is trained in an unsupervised setting on reference magnitude images only. After training, the regularizer encodes higher-level domain statistics which we demonstrate by synthesizing images without data. Embedding the trained model in a classical variational approach yields high-quality reconstructions irrespective of the sub-sampling pattern. In addition, the model shows stable behavior even if the test data deviate significantly from the training data. Furthermore, a probabilistic interpretation provides a distribution of reconstructions and hence allows uncertainty quantification. To reconstruct parallel MRI, we propose a fast algorithm to jointly estimate the image and the sensitivity maps. The results demonstrate competitive performance, on par with state-of-the-art end-to-end deep learning methods, while preserving the flexibility with respect to sub-sampling patterns and allowing for uncertainty quantification.


翻译:数据驱动方法最近在磁共振成像(MRI)重建中取得了显著的成功,但由于缺乏通用性和可解释性,融入临床常规仍具有挑战性。在本文中,我们在一个基于基因图像前缀的统一框架内应对这些挑战。我们提议了一个新的深神经网络常规化装置,该装置在未经监督的情况下仅对参考级图像进行培训。经过培训,常规化器编码了高层次域统计,我们通过在没有数据的情况下合成图像来展示这些数据。将经过培训的模型嵌入经典变异方法,可以产生高质量的重建。此外,该模型显示的是稳定的行为,即使测试数据与培训数据有明显差异。此外,概率化解释提供了重建的分布,从而允许不确定性的量化。为了重建平行的MRI,我们建议了一种快速算法,以联合估计图像和敏感度地图。结果显示了竞争性的性表现,与最先进的端到深层次的学习方法相同,同时保持了在子抽样模式和允许不确定性量化方面的灵活性。

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