Purpose: To introduce a dual-domain reconstruction network with V-Net and K-Net for accurate MR image reconstruction from undersampled k-space data. Methods: Most state-of-the-art reconstruction methods apply U-Net or cascaded U-Nets in image domain and/or k-space domain. Nevertheless, these methods have following problems: (1) Directly applying U-Net in k-space domain is not optimal for extracting features in k-space domain; (2) Classical image-domain oriented U-Net is heavy-weight and hence is inefficient to be cascaded many times for yielding good reconstruction accuracy; (3) Classical image-domain oriented U-Net does not fully make use information of encoder network for extracting features in decoder network; and (4) Existing methods are ineffective in simultaneously extracting and fusing features in image domain and its dual k-space domain. To tackle these problems, we propose in this paper (1) an image-domain encoder-decoder sub-network called V-Net which is more light-weight for cascading and effective in fully utilizing features in the encoder for decoding, (2) a k-space domain sub-network called K-Net which is more suitable for extracting hierarchical features in k-space domain, and (3) a dual-domain reconstruction network where V-Nets and K-Nets are parallelly and effectively combined and cascaded. Results: Extensive experimental results on the challenging fastMRI dataset demonstrate that the proposed KV-Net can reconstruct high-quality images and outperform current state-of-the-art approaches with fewer parameters. Conclusions: To reconstruct images effectively and efficiently from incomplete k-space data, we have presented a parallel dual-domain KV-Net to combine K-Nets and V-Nets. The KV-Net is more lightweight than state-of-the-art methods but achieves better reconstruction performance.


翻译:目的 : 引入一个包含 V- Net 和 K- Net 的双域重建网络, 以便用未加抽样的 k- space 数据进行准确的 V- Net 图像重建 。 方法 : 多数最先进的图像- Net 重建方法在图像域域和/ 或 k- space 域中应用 U- Net 或连锁 U- Net 。 然而, 这些方法存在以下问题:(1) 在 k- 空间域中直接应用 U- Net 并不最适合提取 k- 空间域域域域域域的功能; (2) 直观的图像- 面向 U- 网络的 U- 网络是重量较重的, 因而效率不高的V- Net 图像- 图像- 网络的图像- 网络质量无法多次升级, 以便产生良好的重建精确的重建精确度; (3) 现有方法在图像域域域域网中有效提取和显示快速的 K- 直径网络数据。

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