Magnetic Resonance Imaging can produce detailed images of the anatomy and physiology of the human body that can assist doctors in diagnosing and treating pathologies such as tumours. However, MRI suffers from very long acquisition times that make it susceptible to patient motion artifacts and limit its potential to deliver dynamic treatments. Conventional approaches such as Parallel Imaging and Compressed Sensing allow for an increase in MRI acquisition speed by reconstructing MR images by acquiring less MRI data using multiple receiver coils. Recent advancements in Deep Learning combined with Parallel Imaging and Compressed Sensing techniques have the potential to produce high-fidelity reconstructions from highly accelerated MRI data. In this work we present a novel Deep Learning-based Inverse Problem solver applied to the task of accelerated MRI reconstruction, called Recurrent Variational Network (RecurrentVarNet) by exploiting the properties of Convolution Recurrent Networks and unrolled algorithms for solving Inverse Problems. The RecurrentVarNet consists of multiple blocks, each responsible for one unrolled iteration of the gradient descent optimization algorithm for solving inverse problems. Contrary to traditional approaches, the optimization steps are performed in the observation domain ($k$-space) instead of the image domain. Each recurrent block of RecurrentVarNet refines the observed $k$-space and is comprised of a data consistency term and a recurrent unit which takes as input a learned hidden state and the prediction of the previous block. Our proposed method achieves new state of the art qualitative and quantitative reconstruction results on 5-fold and 10-fold accelerated data from a public multi-channel brain dataset, outperforming previous conventional and deep learning-based approaches. We will release all models code and baselines on our public repository.


翻译:磁共振成像能够产生人体解剖和生理学的详细图像,有助于医生诊断和治疗肿瘤等病理病变。然而,磁共振成像可以产生人体解剖和生理学的详细图像,有助于医生诊断和治疗肿瘤等病理病理。但是,磁共振的获取时间非常长,使得它容易受到病人运动的人工制品的影响,并限制其提供动态治疗的潜力。平行成像和压缩感应成像等常规方法,通过利用多接收器圈获取较少的 MRI 图像来提高MRI 获取速度。深层学习的最新进展,加上平行成像和压缩遥感技术,有可能从高度加速的 MRI 数据流中产生高度不透析的多功能。在此工作中,我们展示了一个新的深层基于学习的Inversal 问题解析解析解析器,我们以往的变现变现系统网络的特性和解决反向反向问题的未滚动算法, 经常VarNet由多个区块组成,每个对一个离动的离动的美元公共流流流流流和压缩的流流数据流流流流流流数据更新的流数据和不断流数据流数据流数据流的系统, 将实现一个不断升级的系统流数据流数据流数据流的系统流数据流数据流数据流数据流数据流数据流的系统化的系统,在不断升级的系统流数据流数据流数据流数据流数据流中,在不断进行中进行一个对流数据流数据流数据流数据流数据流数据流数据流数据流的系统,在不断演演算算法,在不断升级的系统运行中将实现。

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