論文の概要: AGMDT: Virtual Staining of Renal Histology Images with Adjacency-Guided Multi-Domain Transfer

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2309.06421v2
• Date: Sun, 17 Sep 2023 10:35:30 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-09-19 21:55:33.476655
• Title: AGMDT: Virtual Staining of Renal Histology Images with Adjacency-Guided Multi-Domain Transfer
• Title（参考訳）: AGMDT: 補助ガイド下多臓器移植による腎組織像の仮想染色
• Authors: Tao Ma, Chao Zhang, Min Lu, Lin Luo
• Abstract要約: 画素レベルのアライメントを回避し,画像の他の領域への変換を行う新しい仮想染色フレームワーク AGMDT を提案する。 提案するフレームワーク AGMDT は,球状率検出と二部グラフマッチングにより,複数ドメインのシリアルスライスにまたがるパッチレベルのアライメントペアを検出する。 実験の結果,提案したAGMDTは,高精度な画素レベルのアライメントと未ペアドメイン転送とのバランスが良好であることがわかった。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 9.8359439975283
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Renal pathology, as the gold standard of kidney disease diagnosis, requires doctors to analyze a series of tissue slices stained by H&E staining and special staining like Masson, PASM, and PAS, respectively. These special staining methods are costly, time-consuming, and hard to standardize for wide use especially in primary hospitals. Advances of supervised learning methods have enabled the virtually conversion of H&E images into special staining images, but achieving pixel-to-pixel alignment for training remains challenging. In contrast, unsupervised learning methods regarding different stains as different style transfer domains can utilize unpaired data, but they ignore the spatial inter-domain correlations and thus decrease the trustworthiness of structural details for diagnosis. In this paper, we propose a novel virtual staining framework AGMDT to translate images into other domains by avoiding pixel-level alignment and meanwhile utilizing the correlations among adjacent tissue slices. We first build a high-quality multi-domain renal histological dataset where each specimen case comprises a series of slices stained in various ways. Based on it, the proposed framework AGMDT discovers patch-level aligned pairs across the serial slices of multi-domains through glomerulus detection and bipartite graph matching, and utilizes such correlations to supervise the end-to-end model for multi-domain staining transformation. Experimental results show that the proposed AGMDT achieves a good balance between the precise pixel-level alignment and unpaired domain transfer by exploiting correlations across multi-domain serial pathological slices, and outperforms the state-of-the-art methods in both quantitative measure and morphological details.
• Abstract（参考訳）: 腎病理学は腎臓疾患の診断の標準として、医師はH&E染色によって染色された一連の組織スライスと、Masson、PASM、PASなどの特殊染色を分析する必要がある。 これらの特殊な染色法は費用がかかり、時間がかかり、特に初等病院で広く使われるように標準化が難しい。 教師付き学習手法の進歩により、H&E画像の特殊染色画像への仮想変換が可能になったが、訓練のための画素間アライメントの実現は依然として困難である。 対照的に、異なるスタイル転送ドメインとしての異なるステインに関する教師なし学習法は、非ペアデータを利用することができるが、空間的ドメイン間相関を無視し、診断のための構造的詳細の信頼性を低下させる。 本稿では,ピクセルレベルのアライメントを回避し,隣接する組織スライス間の相関を利用して画像の他の領域への変換を行う,新しい仮想染色フレームワーク AGMDT を提案する。 まず, 種々の方法で染色した一連のスライス標本からなる, 高品位多ドメイン腎組織学的データセットを構築した。 提案するフレームワークであるAGMDTは,球状率検出と二部グラフマッチングにより,複数ドメインの連続スライスにまたがるパッチレベルのアライメントペアを検出し,そのような相関を利用してマルチドメイン染色変換のエンドツーエンドモデルを監督する。 実験の結果,多領域連続病的スライス間の相関を活用し,高精度な画素レベルアライメントと非ペアリングドメイン転送のバランスを良好に達成し,定量的な測定と形態学的詳細の両方において最先端の手法を上回った。

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