电气工程与系统科学 > 图像与视频处理
[提交于 2025年8月20日
]
标题: 生成对抗网络在4D流动MRI超分辨率中的潜力与挑战
标题: Potential and challenges of generative adversarial networks for super-resolution in 4D Flow MRI
摘要: 4D流动磁共振成像(4D Flow MRI)能够无创地量化血流和血流动力学参数。然而,由于空间分辨率低和噪声问题,其临床应用受到限制,特别是在近壁速度测量方面。基于机器学习的超分辨率在解决这些限制方面显示出前景,但仍然存在挑战,尤其是在恢复近壁速度方面。生成对抗网络(GANs)提供了一个有吸引力的解决方案,在非医学超分辨率任务中表现出强大的恢复清晰边界的能力。然而,它们在4D Flow MRI中的应用尚未被探索,实现上受到已知问题的挑战,如训练不稳定和不收敛。在本研究中,我们研究了基于GAN的4D Flow MRI超分辨率。训练和验证使用了患者特异性脑血管体外模型,通过MR真实重建流程转换为合成图像。实施并评估了一种专用的GAN架构,涵盖了三种对抗损失函数:Vanilla、Relativistic和Wasserstein。我们的结果表明,与非对抗性参考相比,所提出的GAN提高了近壁速度恢复(vNRMSE:6.9% vs.9.6%);然而,实现细节对于稳定的网络训练至关重要。与仅生成器训练相比,Vanilla和Relativistic GAN显示不稳定(vNRMSE:8.1%和7.8% vs.7.2%),而Wasserstein GAN表现出最佳稳定性并有逐步改进(vNRMSE:6.9% vs.7.2%)。Wasserstein GAN在低信噪比下进一步优于仅生成器基线(vNRMSE:8.7% vs.10.7%)。这些发现突显了基于GAN的超分辨率在增强4D Flow MRI方面的潜力,特别是在具有挑战性的脑血管区域,同时强调了对抗策略的精心选择的必要性。
文献和引用工具
与本文相关的代码,数据和媒体
alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)
演示
推荐器和搜索工具
arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目
arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。
与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。
有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.