GAN-based OCT Image Quality Enhancement: Mapping from Low Quality Cirrus OCT to High Quality EDI OCT
Notice bibliographique
Résumé
Optical Coherence Tomography (OCT) has emerged as a powerful imaging modality for diagnosing various retinal diseases including age-related macular degeneration (AMD), and central serous chorioretinopathy (CSCR). However, the quality of OCT scans obtained from different devices may vary significantly, affecting the accuracy of clinical analysis and decision-making. In particular, first-generation spectral domain OCT devices such as Cirrus 5000 OCT device produce poor quality OCT images while state-of-the-art devices such as enhanced depth imaging (EDI) OCT produce high-resolution scans where the retinal and choroidal structures can be visualized clearly. Accordingly, the disease diagnosis and quantification made based on the Cirrus OCT images are susceptible to errors. Specifically, clinicians have to pay a lot of attention to an OCT B-scan to understand the structural changes. However, over the last two decades, the low-quality Cirrus 5000 OCT has been a ubiquitous screening device for diagnosing posterior segment diseases and constitutes a significant share of retrospective longitudinal data. In view of this, there is significant interest in algorithmically improving the quality of Cirrus OCT images to bring them at par with the quality of EDI-OCT images to improve screening and disease management. Further, improving the quality of cirrus OCT images may enable building accurate disease prediction models leveraging retrospective longitudinal data. Against this backdrop, we propose a novel Cycle Generative Adversarial Networks (Cycle-GANs) based approach to enhance the quality of Cirrus OCT images comparable to that of high-quality EDI-OCT images. In particular, noting the EDI-OCT acquisition process where a high-resolution image is generated by taking the average of scans taken at the scanning location, we attempt a novel approach of mimicking it by taking a novel approach of averaging the model outputs at different epochs of the training, to generate an average synthesized high-quality cirrus image. Further, we have also incorporated structural similarity (SSIM) loss in the loss function to ensure the structural information in the original and enhanced images are preserved. We qualitatively evaluated the performance of the generated enhanced-quality images. In particular, two clinicians have independently graded 45 images for various categories to diagnose retinal diseases and reported a significant improvement in the quality of generated images.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,003 |
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; les deux têtes enseignantes s’accordent sur ce qui est montré ici.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».