A feature invariant generative adversarial network for head and neck MRI/CT image synthesis
Notice bibliographique
Résumé
With the emergence of online MRI radiotherapy treatments, MR-based workflows have increased in importance in the clinical workflow. However proper dose planning still requires CT images to calculate dose attenuation due to bony structures. In this paper, we present a novel deep image synthesis model that generates in an unsupervised manner CT images from diagnostic MRI for radiotherapy planning. The proposed model based on a generative adversarial network (GAN) consists of learning a new invariant representation to generate synthetic CT (sCT) images based on high frequency and appearance patterns. This new representation encodes each convolutional feature map of the convolutional GAN discriminator, leading the training of the proposed model to be particularly robust in terms of image synthesis quality. Our model includes an analysis of common histogram features in the training process, thus reinforcing the generator such that the output sCT image exhibits a histogram matching that of the ground-truth CT. This CT-matched histogram is embedded then in a multi-resolution framework by assessing the evaluation over all layers of the discriminator network, which then allows the model to robustly classify the output synthetic image. Experiments were conducted on head and neck images of 56 cancer patients with a wide range of shape sizes and spatial image resolutions. The obtained results confirm the efficiency of the proposed model compared to other generative models, where the mean absolute error yielded by our model was 26.44(0.62), with a Hounsfield unit error of 45.3(1.87), and an overall Dice coefficient of 0.74(0.05), demonstrating the potential of the synthesis model for radiotherapy planning applications.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».