論文の概要: PRISM: Privacy-preserving Inter-Site MRI Harmonization via Disentangled Representation Learning

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.06513v1
• Date: Sun, 10 Nov 2024 16:29:23 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-11-28 17:07:46.252434
• Title: PRISM: Privacy-preserving Inter-Site MRI Harmonization via Disentangled Representation Learning
• Title（参考訳）: PRISM: アンタングル表現学習によるプライバシ保存型MRIハーモナイゼーション
• Authors: Sarang Galada, Tanurima Halder, Kunal Deo, Ram P Krish, Kshitij Jadhav,
• Abstract要約: PRISMは、複数の部位にまたがる構造脳MRIを調和させる新しいフレームワークである。 我々のフレームワークは、データプライバシ、分散シフト、モデルの一般化可能性、解釈可能性など、医療AI/MLにおける重要な課題に対処する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.1650821883155187
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Multi-site MRI studies often suffer from site-specific variations arising from differences in methodology, hardware, and acquisition protocols, thereby compromising accuracy and reliability in clinical AI/ML tasks. We present PRISM (Privacy-preserving Inter-Site MRI Harmonization), a novel Deep Learning framework for harmonizing structural brain MRI across multiple sites while preserving data privacy. PRISM employs a dual-branch autoencoder with contrastive learning and variational inference to disentangle anatomical features from style and site-specific variations, enabling unpaired image translation without traveling subjects or multiple MRI modalities. Our modular design allows harmonization to any target site and seamless integration of new sites without the need for retraining or fine-tuning. Using multi-site structural MRI data, we demonstrate PRISM's effectiveness in downstream tasks such as brain tissue segmentation and validate its harmonization performance through multiple experiments. Our framework addresses key challenges in medical AI/ML, including data privacy, distribution shifts, model generalizability and interpretability. Code is available at https://github.com/saranggalada/PRISM
• Abstract（参考訳）: マルチサイトMRI研究は、方法論、ハードウェア、取得プロトコルの違いに起因するサイト固有のバリエーションに悩まされることが多く、それによって、臨床AI/MLタスクの精度と信頼性が向上する。 PRISM(Privacy-preserving Inter-Site MRI Harmonization)は、データプライバシを保ちながら複数のサイトにわたって構造脳MRIを調和させる新しいDeep Learningフレームワークである。 PRISMは、対照的な学習と変分推論を兼ね備えたデュアルブランチオートエンコーダを用いて、解剖学的特徴をスタイルや部位固有のバリエーションから切り離す。 私たちのモジュール設計は、任意のターゲットサイトとの調和と、トレーニングや微調整を必要とせずに、新しいサイトのシームレスな統合を可能にします。 多地点構造MRIデータを用いて、脳組織セグメンテーションなどの下流作業におけるPRISMの有効性を実証し、複数の実験を通して調和性能を検証する。 我々のフレームワークは、データプライバシ、分散シフト、モデルの一般化可能性、解釈可能性など、医療AI/MLにおける重要な課題に対処する。 コードはhttps://github.com/saranggalada/PRISMで入手できる。

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