Dynamic imaging is a beneficial tool for interventions to assess physiological changes. Nonetheless during dynamic MRI, while achieving a high temporal resolution, the spatial resolution is compromised. To overcome this spatio-temporal trade-off, this research presents a super-resolution (SR) MRI reconstruction with prior knowledge based fine-tuning to maximise spatial information while preserving high temporal resolution of dynamic MRI. An U-Net based network with perceptual loss is trained on a benchmark dataset and fine-tuned using one subject-specific static high resolution MRI as prior knowledge to obtain high resolution dynamic images during the inference stage. 3D dynamic data for three subjects were acquired with different parameters to test the generalisation capabilities of the network. The method was tested for different levels of in-plane undersampling for dynamic MRI. The reconstructed dynamic SR results showed higher similarity with the high resolution ground-truth after fine-tuning. The average SSIM of the lowest resolution experimented during this research (6.25~\% of the k-space) before and after fine-tuning were 0.939 $\pm$ 0.008 and 0.957 $\pm$ 0.006 respectively. This could theoretically result in an acceleration factor of 16, which can potentially be acquired in less than half a second. The proposed approach shows that the super-resolution MRI reconstruction with prior-information can alleviate the spatio-temporal trade-off in dynamic MRI, even for high acceleration factors.


翻译:动态动态成像是评估生理变化的一个有益工具。尽管在动态磁共振期间,虽然在取得高时间分辨率的同时,空间分辨率也受到损害。为克服这一时空平衡,本研究展示了超分辨率(SR)MRI重建,以先前的知识为基础进行微调,以尽量扩大空间信息,同时保持动态磁共振的高时间分辨率。基于感知损失的U-Net网络在进行基准数据集培训,并使用一个特定主题的静态高分辨率MRI进行微调调整,如先前的知识,以便在推断阶段获得高分辨率动态图像。 3个主题的3D动态数据以不同的参数获得,以测试网络的通用能力。该方法经过不同水平的超分辨率(SR)MRI(SR)重建,在对动态MRI(M)进行微调后,重塑与高分辨率地面图的高度相近。在这次研究中,最低分辨率平均为0.939 $0.00美元 和0.957美元动态动态数据获得的加速度数据(M-RI),在前的加速度方法中可以显示前者为0.60美元/00美元。

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