論文の概要: HistDiST: Histopathological Diffusion-based Stain Transfer
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.06793v1
- Date: Sun, 11 May 2025 00:19:22 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-05-13 20:21:49.039039
- Title: HistDiST: Histopathological Diffusion-based Stain Transfer
- Title(参考訳): HistDiST : Histopathological Diffusion-based Stin Transfer
- Authors: Erik Großkopf, Valay Bundele, Mehran Hossienzadeh, Hendrik P. A. Lensch,
- Abstract要約: HistDiSTは、高忠実度H&E-to-IHC翻訳のための潜在拡散モデル(LDM)ベースのフレームワークである。
HistDiSTは既存の手法よりも優れており、H&E-to-Ki6767の評価においてMRAを28%改善した。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 6.197687155055788
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Hematoxylin and Eosin (H&E) staining is the cornerstone of histopathology but lacks molecular specificity. While Immunohistochemistry (IHC) provides molecular insights, it is costly and complex, motivating H&E-to-IHC translation as a cost-effective alternative. Existing translation methods are mainly GAN-based, often struggling with training instability and limited structural fidelity, while diffusion-based approaches remain underexplored. We propose HistDiST, a Latent Diffusion Model (LDM) based framework for high-fidelity H&E-to-IHC translation. HistDiST introduces a dual-conditioning strategy, utilizing Phikon-extracted morphological embeddings alongside VAE-encoded H&E representations to ensure pathology-relevant context and structural consistency. To overcome brightness biases, we incorporate a rescaled noise schedule, v-prediction, and trailing timesteps, enforcing a zero-SNR condition at the final timestep. During inference, DDIM inversion preserves the morphological structure, while an eta-cosine noise schedule introduces controlled stochasticity, balancing structural consistency and molecular fidelity. Moreover, we propose Molecular Retrieval Accuracy (MRA), a novel pathology-aware metric leveraging GigaPath embeddings to assess molecular relevance. Extensive evaluations on MIST and BCI datasets demonstrate that HistDiST significantly outperforms existing methods, achieving a 28% improvement in MRA on the H&E-to-Ki67 translation task, highlighting its effectiveness in capturing true IHC semantics.
- Abstract(参考訳): ヘマトキシリンとエオシン(H&E)染色は病理学の基盤であるが、分子特異性に欠ける。
免疫組織化学(IHC)は分子的な洞察を提供するが、コストが高く複雑であり、コスト効率の良い代替手段としてH&E-to-IHC翻訳を動機付けている。
既存の翻訳法は主にGANに基づいており、しばしば訓練の不安定さと構造的忠実さに苦しむが、拡散に基づくアプローチは未解明のままである。
高忠実度H&E-to-IHC翻訳のための潜在拡散モデル(LDM)に基づくフレームワークHistDiSTを提案する。
HistDiSTは、VAEエンコードされたH&E表現とともに、Phikon抽出した形態的埋め込みを利用して、病理関連コンテキストと構造的整合性を保証する、二重条件戦略を導入している。
輝度バイアスを克服するために、最終段階においてゼロSNR条件を強制し、再スケールしたノイズスケジュール、v-予測、追従時間ステップを組み込む。
推測中、DDIMインバージョンは形態的構造を保ち、eta-cosineノイズスケジュールは制御された確率性を導入し、構造的一貫性と分子忠実さのバランスをとる。
また,GigaPathの埋め込みを利用した分子検索精度(MRA)を提案する。
MISTとBCIデータセットの大規模な評価は、HistDiSTが既存の手法を著しく上回り、H&E-Ki67翻訳タスクでMRAを28%改善し、真のIHCセマンティクスをキャプチャする効果を強調していることを示している。
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