In cardiac CINE, motion-compensated MR reconstruction (MCMR) is an effective approach to address highly undersampled acquisitions by incorporating motion information between frames. In this work, we propose a deep learning-based framework to address the MCMR problem efficiently. Contrary to state-of-the-art (SOTA) MCMR methods which break the original problem into two sub-optimization problems, i.e. motion estimation and reconstruction, we formulate this problem as a single entity with one single optimization. We discard the canonical motion-warping loss (similarity measurement between motion-warped images and target images) to estimate the motion, but drive the motion estimation process directly by the final reconstruction performance. The higher reconstruction quality is achieved without using any smoothness loss terms and without iterative processing between motion estimation and reconstruction. Therefore, we avoid non-trivial loss weighting factors tuning and time-consuming iterative processing. Experiments on 43 in-house acquired 2D CINE datasets indicate that the proposed MCMR framework can deliver artifact-free motion estimation and high-quality MR images even for imaging accelerations up to 20x. The proposed framework is compared to SOTA non-MCMR and MCMR methods and outperforms these methods qualitatively and quantitatively in all applied metrics across all experiments with different acceleration rates.


翻译:在心脏CINE中,运动补偿的MR重建(MCMMR)是一个有效的方法,通过将各框架之间的运动信息整合在一起,解决高度低标的购置问题。在这项工作中,我们提出一个深层次的学习基础框架,以有效解决MCMR问题。与将原有问题破碎成两个次级优化问题的最先进的(SOTA)MMCM方法相反,即运动估计和重建,我们将这一问题作为一个单一实体提出,只有一个单一优化。我们放弃卡通式运动调整损失(运动调整图像和目标图像之间的相似度测量)来估计运动,但通过最后重建业绩直接推动运动估计进程。实现更高的重建质量时,不使用任何平稳损失条件,也不在运动估计和重建之间进行反复处理。因此,我们避免了非重大损失加权因素的调整和耗时反复处理。对43个内部获得的2D CINE数据集的实验表明,拟议的MCM框架可以提供无产品运动估计和高质量MR图像,甚至以最后重建业绩表现为最后的进度。与20MRMR相比,所有不采用不同的方法。

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