論文の概要: Regression is all you need for medical image translation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.02048v2
• Date: Tue, 06 May 2025 05:56:47 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-05-07 12:42:37.959666
• Title: Regression is all you need for medical image translation
• Title（参考訳）: 医療用画像翻訳に必要な回帰情報
• Authors: Sebastian Rassmann, David Kügler, Christian Ewert, Martin Reuter,
• Abstract要約: 医療画像翻訳(MIT)は、取得したデータから合成画像を生成することにより、既存のデータセットの強化と補完に役立つ。 本稿では,約2.5Dの拡散型MIT用フレームワークであるYODAを紹介する。 YODA は最先端の GAN 法や DM 法より優れていることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The acquisition of information-rich images within a limited time budget is crucial in medical imaging. Medical image translation (MIT) can help enhance and supplement existing datasets by generating synthetic images from acquired data. While Generative Adversarial Nets (GANs) and Diffusion Models (DMs) have achieved remarkable success in natural image generation, their benefits - creativity and image realism - do not necessarily transfer to medical applications where highly accurate anatomical information is required. In fact, the imitation of acquisition noise or content hallucination hinder clinical utility. Here, we introduce YODA (You Only Denoise once - or Average), a novel 2.5D diffusion-based framework for volumetric MIT. YODA unites diffusion and regression paradigms to produce realistic or noise-free outputs. Furthermore, we propose Expectation-Approximation (ExpA) DM sampling, which draws inspiration from MRI signal averaging. ExpA-sampling suppresses generated noise and, thus, eliminates noise from biasing the evaluation of image quality. Through extensive experiments on four diverse multi-modal datasets - comprising multi-contrast brain MRI and pelvic MRI-CT - we show that diffusion and regression sampling yield similar results in practice. As such, the computational overhead of diffusion sampling does not provide systematic benefits in medical information translation. Building on these insights, we demonstrate that YODA outperforms several state-of-the-art GAN and DM methods. Notably, YODA-generated images are shown to be interchangeable with, or even superior to, physical acquisitions for several downstream tasks. Our findings challenge the presumed advantages of DMs in MIT and pave the way for the practical application of MIT in medical imaging.
• Abstract（参考訳）: 限られた時間内に情報豊富な画像を取得することは、医用画像の撮影に不可欠である。 医療画像翻訳(MIT)は、取得したデータから合成画像を生成することにより、既存のデータセットの強化と補完に役立つ。 Generative Adversarial Nets (GANs) と Diffusion Models (DMs) は、自然画像生成において顕著な成功を収めているが、その利点である創造性やイメージリアリズムは、高度に正確な解剖情報を必要とする医療アプリケーションに必ずしも移行しない。 実際、取得ノイズやコンテンツ幻覚の模倣は臨床的有用性を妨げている。 ここでは、ボリュームMITのための2.5D拡散に基づく新しいフレームワーク、YODA(You Only Denoise once - or Average)を紹介する。 YODAは拡散と回帰のパラダイムを統一し、現実的あるいはノイズのない出力を生成する。 さらに,MRI信号平均化からインスピレーションを得たExpA (ExpA) DMサンプリングを提案する。 ExpAサンプリングは生成したノイズを抑制し、画像品質の評価を偏りなくする。 マルチコントラスト脳MRIと骨盤MRI-CTを含む4つの多モードデータセットの広範な実験を通して,拡散と回帰のサンプリングが実際に同様の結果をもたらすことを示す。 このように、拡散サンプリングの計算オーバーヘッドは、医療情報翻訳において体系的な利点を与えない。 これらの知見に基づいて, YODA は, 最先端の GAN 法や DM 法より優れていることを示す。 特に、YODA生成した画像は、いくつかの下流タスクの物理的取得と交換可能であるか、さらに優れていることが示されている。 我々の研究は、MITにおけるDMの利点を推定し、医療画像へのMITの実践的応用の道を開くことに挑戦した。

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