論文の概要: IGUANe: a 3D generalizable CycleGAN for multicenter harmonization of brain MR images

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.03227v4
• Date: Thu, 14 Nov 2024 14:11:57 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-11-15 15:23:08.540640
• Title: IGUANe: a 3D generalizable CycleGAN for multicenter harmonization of brain MR images
• Title（参考訳）: IGUANe:脳MR画像のマルチセンター調和のための3次元一般化可能なサイクロンGAN
• Authors: Vincent Roca, Grégory Kuchcinski, Jean-Pierre Pruvo, Dorian Manouvriez, Renaud Lopes,
• Abstract要約: 画像翻訳のための深層学習手法が, MR画像との調和のためのソリューションとして登場した。 本研究では,ドメイン翻訳の強みを生かしたオリジナル3DモデルIGUANeを紹介する。 ドメインペアに基づくフレームワークは、サイト関連と生物学的変動の混同を防止するサンプリング戦略の実装を可能にする。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License:
• Abstract: In MRI studies, the aggregation of imaging data from multiple acquisition sites enhances sample size but may introduce site-related variabilities that hinder consistency in subsequent analyses. Deep learning methods for image translation have emerged as a solution for harmonizing MR images across sites. In this study, we introduce IGUANe (Image Generation with Unified Adversarial Networks), an original 3D model that leverages the strengths of domain translation and straightforward application of style transfer methods for multicenter brain MR image harmonization. IGUANe extends CycleGAN by integrating an arbitrary number of domains for training through a many-to-one architecture. The framework based on domain pairs enables the implementation of sampling strategies that prevent confusion between site-related and biological variabilities. During inference, the model can be applied to any image, even from an unknown acquisition site, making it a universal generator for harmonization. Trained on a dataset comprising T1-weighted images from 11 different scanners, IGUANe was evaluated on data from unseen sites. The assessments included the transformation of MR images with traveling subjects, the preservation of pairwise distances between MR images within domains, the evolution of volumetric patterns related to age and Alzheimer$'$s disease (AD), and the performance in age regression and patient classification tasks. Comparisons with other harmonization and normalization methods suggest that IGUANe better preserves individual information in MR images and is more suitable for maintaining and reinforcing variabilities related to age and AD. Future studies may further assess IGUANe in other multicenter contexts, either using the same model or retraining it for applications to different image modalities. IGUANe is available at https://github.com/RocaVincent/iguane_harmonization.git.
• Abstract（参考訳）: MRI研究において、複数の取得部位からの画像データの集約はサンプルサイズを増大させるが、その後の分析において一貫性を阻害する部位関連の変動をもたらす可能性がある。 画像翻訳のための深層学習手法が, MR画像との調和のためのソリューションとして登場した。 本研究では,ドメイン翻訳の長所とマルチセンター脳MR画像調和のためのスタイル転送手法の簡単な適用を生かした,元の3次元モデルであるIGUANeを紹介する。 IGUANeはCycleGANを拡張し、任意の数のドメインを統合して、多対一のアーキテクチャでトレーニングする。 ドメインペアに基づくフレームワークは、サイト関連と生物学的変動の混同を防止するサンプリング戦略の実装を可能にする。 推論中、モデルは未知の取得サイトからでも任意の画像に適用でき、調和のための普遍的な生成装置となる。 IGUANeは、11種類のスキャナーからのT1強調画像からなるデータセットでトレーニングされ、見えないサイトからのデータに基づいて評価された。 評価対象は、旅行者によるMR画像の変換、ドメイン内のMR画像の相互距離の保存、年齢とアルツハイマー病(AD)に関連する容積パターンの進化、年齢回帰と患者分類タスクのパフォーマンスなどであった。 他の調和化法や正規化法と比較すると、IGUANeはMR画像の個々の情報をより保存し、年齢やADに関連する変動の維持と強化に適していると考えられる。 将来の研究は、IGUANeを他のマルチセンターのコンテキストでさらに評価し、同じモデルを使ったり、異なる画像モダリティに応用するために再訓練したりすることができる。 IGUANeはhttps://github.com/RocaVincent/iguane_harmonization.gitで入手できる。

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