2つの代替強制選択（2-AFC）と検索タスクを使用して、アンダーサンプリングされた磁気共鳴画像（MRI）のデータ収集の最適化

MRIの周波数ドメイン（Kスペース）のアンダーサンプリングは、データ収集を加速します。通常、低周波数の一部が完全に収集され、残りは等しくアンダーサンプリングされます。固定された1Dアンダーサンプリング係数は5倍で、Kスペースラインの20％が収集されますが、完全にサンプリングされた低kスペース周波数の割合は変化しました。一次アーティファクトがエイリアシングである0％から、一次アーティファクトがアンダーサンプリング方向にぼやけている20％に、完全に獲得した低Kスペース周波数の範囲を使用しました。FastMRIデータベースからの流体による反転回復（FLAIR）脳画像のためのコイルKスペースデータに小さな病変を配置しました。画像は、正則化なしでマルチコイルセンス再構成を使用して再構築されました。私たちは、正確に知られている信号と、それぞれの取得の変動背景を持つ検索タスクを備えた人間のオブザーバー2代替強制選択（2-AFC）研究を実施しました。2-AFCタスクでは、平均的な人間のオブザーバーがより多くの低周波数が完全にサンプリングされていることがわかりました。検索タスクの場合、低周波数のどれも完全にサンプリングされていないことからの最初の改善がわずか2.5％になった後、パフォーマンスはかなり一定のままであることがわかりました。2つのタスクのパフォーマンスは、取得したデータとは異なる関係があることがわかりました。また、検索タスクは、低周波数の5％から10％の周波数の範囲が完全にサンプリングされているMRIの一般的な実践とより一致していることがわかりました。

Undersampling in the frequency domain (k-space) in MRI accelerates the data acquisition. Typically, a fraction of the low frequencies is fully collected and the rest are equally undersampled. We used a fixed 1D undersampling factor of 5x where 20% of the k-space lines are collected but varied the fraction of the low k-space frequencies that are fully sampled. We used a range of fully acquired low k-space frequencies from 0% where the primary artifact is aliasing to 20% where the primary artifact is blurring in the undersampling direction. Small lesions were placed in the coil k-space data for fluid-attenuated inversion recovery (FLAIR) brain images from the fastMRI database. The images were reconstructed using a multi-coil SENSE reconstruction with no regularization. We conducted a human observer two-alternative forced choice (2-AFC) study with a signal known exactly and a search task with variable backgrounds for each of the acquisitions. We found that for the 2-AFC task, the average human observer did better with more of the low frequencies being fully sampled. For the search task, we found that after an initial improvement from having none of the low frequencies fully sampled to just 2.5%, the performance remained fairly constant. We found that the performance in the two tasks had a different relationship to the acquired data. We also found that the search task was more consistent with common practice in MRI where a range of frequencies between 5% and 10% of the low frequencies are fully sampled.