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SPIRiT-Diffusion:用于加速 MRI 的自一致性驱动扩散模型

计算机视觉与模式识别 2024-04-23 v2

摘要

扩散模型已成为图像生成的领先方法,并在磁共振成像(MRI)重建领域证明成功。然而,现有基于扩散模型的重建方法主要在图像域构建,使重建质量易受线圈灵敏度图(CSMs)不准确的影响。k 空间插值方法可有效解决此问题,但常规扩散模型不易应用于 k 空间插值。为克服该挑战,我们引入一种称为 SPIRiT-Diffusion 的新方法,这是一种受迭代自一致 SPIRiT 方法启发的 k 空间插值扩散模型。具体而言,我们利用 SPIRiT 中自一致项(即 k 空间物理先验)的迭代求解器来构建控制扩散过程的新型随机微分方程(SDE)。随后,可通过执行扩散过程插值 k 空间数据。该创新方法凸显了优化模型在扩散模型 SDE 设计中的作用,使扩散过程与优化模型内在物理紧密对齐,此概念称为模型驱动扩散。我们使用 3D 颅内与颈动脉壁联合成像数据集评估所提 SPIRiT-Diffusion 方法。结果令人信服地证明其优于图像域重建方法,即使在 10 倍高加速率下也实现高重建质量。

关键词

引用

@article{arxiv.2304.05060,
  title  = {SPIRiT-Diffusion: Self-Consistency Driven Diffusion Model for Accelerated MRI},
  author = {Zhuo-Xu Cui and Chentao Cao and Yue Wang and Sen Jia and Jing Cheng and Xin Liu and Hairong Zheng and Dong Liang and Yanjie Zhu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2304.05060},
  year   = {2024}
}