MRI scan time reduction is commonly achieved by Parallel Imaging methods, typically based on uniform undersampling of the inverse image space (a.k.a. k-space) and simultaneous signal reception with multiple receiver coils. The GRAPPA method interpolates missing k-space signals by linear combination of adjacent, acquired signals across all coils, and can be described by a convolution in k-space. Recently, a more generalized method called RAKI was introduced. RAKI is a deep-learning method that generalizes GRAPPA with additional convolution layers, on which a non-linear activation function is applied. This enables non-linear estimation of missing signals by convolutional neural networks. In analogy to GRAPPA, the convolution kernels in RAKI are trained using scan-specific training samples obtained from auto-calibration-signals (ACS). RAKI provides superior reconstruction quality compared to GRAPPA, however, often requires much more ACS due to its increased number of unknown parameters. In order to overcome this limitation, this study investigates the influence of training data on the reconstruction quality for standard 2D imaging, with particular focus on its amount and contrast information. Furthermore, an iterative k-space interpolation approach (iRAKI) is evaluated, which includes training data augmentation via an initial GRAPPA reconstruction, and refinement of convolution filters by iterative training. Using only 18, 20 and 25 ACS lines (8%), iRAKI outperforms RAKI by suppressing residual artefacts occurring at accelerations factors R=4 and R=5, and yields strong noise suppression in comparison to GRAPPA, underlined by quantitative quality metrics. Combination with a phase-constraint yields further improvement. Additionally, iRAKI shows better performance than GRAPPA and RAKI in case of pre-scan calibration and strongly varying contrast between training- and undersampled data.
翻译:MRI 扫描时间的减少通常通过平行成像方法实现,通常基于对反图像空间(a.k.a.k-space)进行统一的低比抽样测试,以及同时使用多个接收神经网络接收信号。GRAPPA方法通过相邻和获得的所有螺旋信号的线性组合,将缺失的K-空间信号进行内插,并可以通过K-空间的变异来描述。最近,采用了一种更普遍的方法,称为RAKI。RAKI是一种深层次的学习方法,它一般地将GRAPPA与更多的螺旋层混为一体,并在此基础上应用非线性激活功能。这样可以对革命神经网络缺失的信号进行非线性估算。类比GRAPPA, RAPPA 方法通过直线性能分析来对KI 信号进行非线性能评估, RAKI 的变压性能数据通过RAVI 模型进行更精确的变异化, IMI IMI 和亚氏级变压 数据, IMI 的变压 数据 的变压 IMLA 数据 数据 的比 IMLA 数据 IMLA 数据 的变化,通过 IMI IMI IMI 数据 数据 的变化, 的变化, IMI IMAL 数据 的 数据 的变现 数据 的变制为 的 的变制 的 的 的变压 基 基 基 基 基 数据 数据 基 的 基 基 的 的 的 的 基 的 的 的 基 基 的 的 的 基 的 基 的 的 基 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 和变化化 的 的 的 的 的 的 的