論文の概要: ADNP-15: An Open-Source Histopathological Dataset for Neuritic Plaque Segmentation in Human Brain Whole Slide Images with Frequency Domain Image Enhancement for Stain Normalization
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.05041v1
- Date: Thu, 08 May 2025 08:25:44 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-05-09 21:43:49.804111
- Title: ADNP-15: An Open-Source Histopathological Dataset for Neuritic Plaque Segmentation in Human Brain Whole Slide Images with Frequency Domain Image Enhancement for Stain Normalization
- Title(参考訳): ADNP-15: 定常正常化のための周波数領域画像強調を用いたヒト脳全スライド画像におけるニュートラルプラークセグメンテーションのためのオープンソースの組織学的データセット
- Authors: Chenxi Zhao, Jianqiang Li, Qing Zhao, Jing Bai, Susana Boluda, Benoit Delatour, Lev Stimmer, Daniel Racoceanu, Gabriel Jimenez, Guanghui Fu,
- Abstract要約: アルツハイマー病(英: Alzheimer's Disease, AD)は、アミロイド・ベタプラークとタウ神経細動を特徴とする神経変性疾患である。
これらの病変の同定と分節はAD進行の理解に不可欠である。
ディープラーニングは、病理画像セグメンテーションの強力なツールとして登場した。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 7.9997900784270035
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Alzheimer's Disease (AD) is a neurodegenerative disorder characterized by amyloid-beta plaques and tau neurofibrillary tangles, which serve as key histopathological features. The identification and segmentation of these lesions are crucial for understanding AD progression but remain challenging due to the lack of large-scale annotated datasets and the impact of staining variations on automated image analysis. Deep learning has emerged as a powerful tool for pathology image segmentation; however, model performance is significantly influenced by variations in staining characteristics, necessitating effective stain normalization and enhancement techniques. In this study, we address these challenges by introducing an open-source dataset (ADNP-15) of neuritic plaques (i.e., amyloid deposits combined with a crown of dystrophic tau-positive neurites) in human brain whole slide images. We establish a comprehensive benchmark by evaluating five widely adopted deep learning models across four stain normalization techniques, providing deeper insights into their influence on neuritic plaque segmentation. Additionally, we propose a novel image enhancement method that improves segmentation accuracy, particularly in complex tissue structures, by enhancing structural details and mitigating staining inconsistencies. Our experimental results demonstrate that this enhancement strategy significantly boosts model generalization and segmentation accuracy. All datasets and code are open-source, ensuring transparency and reproducibility while enabling further advancements in the field.
- Abstract(参考訳): アルツハイマー病(英: Alzheimer's Disease、AD)は、アミロイド・ベタプラークとタウ神経細動を特徴とする神経変性疾患である。
これらの病変の同定とセグメンテーションは、AD進行を理解するために重要であるが、大規模な注釈付きデータセットの欠如と、自動画像解析における染色変異の影響により、依然として困難である。
深層学習は画像分割のための強力なツールとして登場したが、モデル性能は染色特性の変化、効果的な染色正規化、強化技術に大きく影響されている。
本研究では,ヒト脳スライス画像全体において,アミロイド沈殿物とジストロフィックタウ陽性神経突起の冠とを組み合わせたオープン・ソース・データセット(ADNP-15)を導入することにより,これらの課題に対処する。
我々は4つの染色正規化技術で広く採用されている5つのディープラーニングモデルを評価することで総合的なベンチマークを確立し、ニューロサイトプラークセグメンテーションへの影響について深い洞察を提供する。
さらに, 複雑な組織構造におけるセグメンテーションの精度を向上させるために, 構造的細部を強化し, 不整合を軽減し, 画像強調手法を提案する。
実験結果から, この拡張戦略はモデルの一般化とセグメント化の精度を大幅に向上させることが示された。
すべてのデータセットとコードはオープンソースであり、透明性と再現性を確保しながら、この分野のさらなる進歩を可能にしている。
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