論文の概要: Temporal Diffusion Bridge Model for Vessel Extraction Using Physics-informed Synthetic Data
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.14105v1
- Date: Thu, 08 Oct 2026 22:36:57 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-10-20 23:14:19.935202
- Title: Temporal Diffusion Bridge Model for Vessel Extraction Using Physics-informed Synthetic Data
- Title(参考訳): 物理インフォームド合成データを用いた容器抽出のための時間拡散ブリッジモデル
- Abstract要約: 画像変換として容器抽出を定式化する時間拡散ブリッジモデルを提案する。
物理ベースのXCA合成エンジンは、コントラスト強調画像とコントラストフリー画像の多種多様な完全整列対を生成する。
2つのXCAコンテナセグメンテーションデータセット上でTDBMを評価し,2つの実患者XCAシークエンスデータセットを用いて読者調査を行った。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 2.8650902809957124
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Accurate artery extraction from X-ray coronary angiography (XCA) is essential for coronary artery disease diagnosis and intervention. However, low vessel visibility, respiratory and cardiac motion, and limited annotations challenge existing methods. Moreover, most deep learning approaches produce binary vessel masks without preserving clinically relevant intra-arterial contrast information. We propose a Temporal Diffusion Bridge Model (TDBM) that formulates vessel extraction as image translation and learns from physics-informed synthetic data without manual vessel annotations. A physics-based XCA synthesis engine generates diverse, perfectly aligned pairs of contrast-enhanced and contrast-free images. Using these pairs, TDBM learns cross-domain mappings to recover high-fidelity vessel information. Temporal conditioning incorporates adjacent frames to improve consistency, while a vessel-aware contrastive loss exploits background-invariant synthetic pairs to enhance vascular discrimination. We evaluate TDBM on two XCA vessel segmentation datasets and conduct a reader study using two real-patient XCA sequence datasets. Zero-shot segmentation is further assessed on retinal imaging and fluorescence microscopy datasets. Results demonstrate that TDBM consistently outperforms existing methods and generalizes effectively across imaging modalities. Code and trained weights will be available at: https://github.com/Advanced-AI-in-Medicine-and-Physics-Lab/TDBM
- Abstract(参考訳): X-ray coronary angiography (XCA) からの正確な動脈抽出は冠動脈疾患の診断と治療に不可欠である。
しかし、血管の視認性、呼吸と心臓の動き、アノテーションの制限は既存の方法に挑戦する。
さらに、ほとんどのディープラーニングアプローチは、臨床的に関連する動脈内コントラスト情報を保存せずにバイナリ血管マスクを生成する。
画像変換として容器抽出を定式化し,手動の血管アノテーションを使わずに物理インフォームされた合成データから学習する時間拡散ブリッジモデル(TDBM)を提案する。
物理ベースのXCA合成エンジンは、コントラスト強調画像とコントラストフリー画像の多種多様な完全整列対を生成する。
これらのペアを使用して、TDBMはクロスドメインマッピングを学び、高忠実度容器情報を復元する。
テンポラルコンディショニングは、隣接するフレームを組み込んで整合性を改善する一方で、血管認識のコントラスト損失は、背景不変の合成ペアを利用して血管の識別を強化する。
2つのXCAコンテナセグメンテーションデータセット上でTDBMを評価し,2つの実患者XCAシークエンスデータセットを用いて読者調査を行った。
ゼロショットセグメンテーションは、網膜イメージングと蛍光顕微鏡データセットでさらに評価される。
その結果、TDBMは既存の手法を一貫して上回り、画像のモダリティにわたって効果的に一般化することを示した。
コードとトレーニングされたウェイトは、https://github.com/Advanced-AI-in-Medicine-and-Physics-Lab/TDBMで利用可能になる。
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