Purpose: To develop an algorithm for robust partial Fourier (PF) reconstruction applicable to diffusion-weighted (DW) images with non-smooth phase variations. Methods: Based on an unrolled proximal splitting algorithm, a neural network architecture is derived which alternates between data consistency operations and regularization implemented by recurrent convolutions. In order to exploit correlations, multiple repetitions of the same slice are jointly reconstructed under consideration of permutation-equivariance. The algorithm is trained on DW liver data of 60 volunteers and evaluated on retrospectively and prospectively sub-sampled data of different anatomies and resolutions. Results: The proposed method is able to significantly outperform conventional PF techniques on retrospectively sub-sampled data in terms of quantitative measures as well as perceptual image quality. In this context, joint reconstruction of repetitions as well as the particular type of recurrent network unrolling are found to be beneficial with respect to reconstruction quality. On prospectively PF-sampled data, the proposed method enables DW imaging with higher signal without sacrificing image resolution or introducing additional artifacts. Alternatively, it can be used to counter the TE increase in acquisitions with higher resolution. Further, generalizability can be shown to prospective brain data exhibiting anatomies and contrasts not present in the training set. Conclusion: This work demonstrates that robust PF reconstruction of DW data is feasible even at strong PF factors in anatomies prone to phase variations. Since the proposed method does not rely on smoothness priors of the phase but uses learned recurrent convolutions instead, artifacts of conventional PF methods can be avoided.


翻译:方法:根据无滚动的准分解算法,产生神经网络结构,在数据一致性操作和由反复变相执行的正规化之间进行交替。为了利用相关关系,对同一片段的多次重复进行联合重建,同时考虑调整和不均匀性。该算法对60名志愿者的DW肝脏数据进行了培训,对可追溯性和预期性分解的不同解剖和分辨率的反复和潜在分解数据进行了评估。结果:拟议方法能够大大优于关于追溯性分解算法的常规PF技术,在定量计量和感知性图像质量方面可以替代数据一致性操作。在此情况下,对重复和特定类型的重复性网络分解法进行联合重组有利于重建质量。关于未来PF-抽样数据,拟议方法使DW成更高级信号,而不会牺牲图像解析或引入更多更坚固的解剖工艺。另外,在常规解算法的阶段,可以用来对当前稳定性数据进行对比性再演化。在常规解算法的阶段中,可以对未来解算方法进行对比性再演算。

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