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使用端到端三维卷积神经网络实现快速动态灌注与血管造影重建

图像与视频处理 2019-09-05 v2 计算机视觉与模式识别

摘要

Hadamard 时间编码伪连续动脉自旋标记(te-pCASL)是一种信噪比(SNR)高效的 MRI 技术,用于获取动态 pCASL 信号,其依据 Hadamard 矩阵将时间信息编码至标记中。在解码步骤中,可分离各子栓子的贡献,从而得到动态灌注扫描。当以带与不带流 crushing 的方式获取 te-ASL 时,可分离动脉中的 ASL 信号,从而得到 4D 血管造影信息。然而,获取多点时间序列灌注与血管造影数据需两次采集。本研究中,我们提出一种具多级损失函数的三维 Dense-Unet 卷积神经网络,用于从交错的 50%50\%-采样 crushed 与 50%50\%-采样 non-crushed 数据重建多点时间序列灌注与血管造影信息,从而免去额外扫描时间。我们提出一个基于血管内与血管外 te-pCASL 信号模型生成动态 pCASL 训练与验证数据的框架。所提网络在 313 个测试数据集上,对 4D 灌注与血管造影数据重建分别取得了 97.3±1.197.3 \pm 1.196.2±11.196.2 \pm 11.1 的 SSIM 值。

关键词

引用

@article{arxiv.1908.08947,
  title  = {Fast Dynamic Perfusion and Angiography Reconstruction using an end-to-end 3D Convolutional Neural Network},
  author = {Sahar Yousefi and Lydiane Hirschler and Merlijn van der Plas and Mohamed S. Elmahdy and Hessam Sokooti and Matthias Van Osch and Marius Staring},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1908.08947},
  year   = {2019}
}

备注

11 pages, 4 figures, 1 table, conference paper, accepted in MLMIR2019