論文の概要: BS-LDM: Effective Bone Suppression in High-Resolution Chest X-Ray Images with Conditional Latent Diffusion Models

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.15670v2
• Date: Tue, 24 Dec 2024 08:44:04 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-12-25 12:33:39.979217
• Title: BS-LDM: Effective Bone Suppression in High-Resolution Chest X-Ray Images with Conditional Latent Diffusion Models
• Title（参考訳）: BS-LDM:条件付き潜伏拡散モデルを用いた高分解能胸部X線像の骨抑制効果
• Authors: Yifei Sun, Zhanghao Chen, Hao Zheng, Ruiquan Ge, Jin Liu, Wenwen Min, Ahmed Elazab, Xiang Wan, Changmiao Wang,
• Abstract要約: 診断精度を向上させるために骨抑制技術が開発されている。 代替として深層学習に基づく画像生成法が提案されている。 BS-LDMと呼ばれる高分解能CXR画像における骨抑制のためのエンドツーエンドフレームワークを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 24.623604597047734
• License:
• Abstract: The interference of overlapping bones and pulmonary structures can reduce the effectiveness of Chest X-ray (CXR) examinations. Bone suppression techniques have been developed to improve diagnostic accuracy. Dual-energy subtraction (DES) imaging, a common method for bone suppression, is costly and exposes patients to higher radiation levels. Deep learning-based image generation methods have been proposed as alternatives, however, they often fail to produce high-quality and high-resolution images, resulting in the loss of critical lesion information and texture details. To address these issues, in this paper, we introduce an end-to-end framework for bone suppression in high-resolution CXR images, termed BS-LDM. This framework employs a conditional latent diffusion model to generate high-resolution soft tissue images with fine detail and critical lung pathology by performing bone suppression in the latent space. We implement offset noise during the noise addition phase of the training process to better render low-frequency information in soft tissue images. Additionally, we introduce a dynamic clipping strategy during the sampling process to refine pixel intensity in the generated soft tissue images. We compiled a substantial and high-quality bone suppression dataset, SZCH-X-Rays, including high-resolution paired CXR and DES soft tissue images from 818 patients, collected from our partner hospitals. Moreover, we pre-processed 241 pairs of CXR and DES soft tissue images from the JSRT dataset, the largest publicly available dataset. Comprehensive experimental and clinical evaluations demonstrate that BS-LDM exhibits superior bone suppression capabilities, highlighting its significant clinical potential.
• Abstract（参考訳）: 重なり合う骨と肺構造の干渉は、胸部X線検査(CXR)の有効性を低下させる可能性がある。 診断精度を向上させるために骨抑制技術が開発されている。 骨抑制の一般的な方法であるデュアルエネルギーサブトラクション(DES)イメージングは費用がかかり、患者を高い放射線レベルに晒す。 深層学習に基づく画像生成法が代替案として提案されているが、高品質で高解像度の画像の生成に失敗し、致命的な病変情報やテクスチャの詳細が失われることがしばしばある。 本稿では,BS-LDMと呼ばれる高解像度CXR画像における骨抑制のためのエンドツーエンドフレームワークを提案する。 この枠組みは条件付き潜伏拡散モデルを用いて、潜伏空間で骨抑制を行うことにより、細部と臨界肺病理の細部で高分解能軟部組織像を生成する。 トレーニングプロセスのノイズ付加フェーズ中にオフセットノイズを実装し,軟部組織画像の低周波情報をよりよくレンダリングする。 さらに, 軟部組織画像の画素強度を向上するため, サンプリングプロセス中に動的クリッピング戦略を導入する。 パートナー病院から収集した818例の高解像度CXRとDES軟部組織像を含む,高画質で高品質な骨抑制データセットであるSZCH-X-Raysを収集した。 さらに,最大公用データセットであるJSRTデータセットから,CXRおよびDES軟組織像の241対を前処理した。 総合的な実験的および臨床的評価は、BS-LDMが優れた骨抑制能力を示し、その重要な臨床的可能性を強調していることを示している。

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