m+Medelevator.RU
← Поиск публикаций
Scientific reports · 2025

RAUM-GANs: многослойная система расширения GAN для точного многократного склерозного сегрегации в МРТ.

СтатьяПоддержка исследования: вне правительства СШАНазвание и аннотация: Машинный перевод · не проверен
Обработка статьи · этапы, ошибки и управление
Загрузка состояния…

История · было → стало

Состояние обновляется каждые 5 секунд, пока блок открыт. Процент показывается только там, где известен объём работы. Пауза останавливает продолжение этапа; текущий запрос к источнику может завершиться.

Alsayat Ahmed, Mostafa Ayman Mohamed, Elmezain Mahmoud, Alamri Malak, Alruwaili Madallah, Alkhomsan Mashail N, Alshammeri Menwa, Ezz Mohamed, Alharbi Saleh, Mostafa Elsayed, Said Wael

Аннотация

Множественный склероз (MS) — хроническое аутоиммунное заболевание, характеризующееся провокационными повреждениями мозга, что затрудняет сегментацию повреждений на основе MRI из-за шума, отсутствия данных и ограниченности высококачественных изображений. В настоящем документе представлены РАУМ-ГАН, многоуровневая система глубокого обучения, призванная решить эти проблемы и повысить точность сегментации. Этап предварительной обработки состоит из трех уровней: 1) снижение шума с использованием модифицированной системы DEN (DGAN-Net), достижение пиковых значений соотношения " сигнал-шум " (PSNR) до 42,21 дБ в зависимости от различных уровней шума; 2) отсутствие условного расчета данных с помощью усовершенствованных методов, основанных на GAN, что обеспечивает клинически надежную реконструкцию неполного сканирования МРТ; и 3) расширение набора данных с помощью многоуровневой системы " Идентификация " (MGAN), которая включает идентификационный блок для предотвращения краха режима, 8-соединенный пиксельный ограничитель для поддержания пространственной согласованности, а также размягченный результат дискриминатора для смягчения исчезающих градиентов. Для сегментации используется система " Остаточное внимание к U-Net " (RAU-Net) с картированием идентификационных данных, что позволяет точно обнаружить и определить повреждения MS. Широкая оценка набора данных MICAI MSSEG-2 свидетельствует о том, что RAUM-GAN превосходят четыре новейших метода, достигнув показателя 96,6 процента, дистанции fréchet Inception (FID) - 43,13, а также уровня инъекции (IS) - 14,03 года. Полученные результаты свидетельствуют о способности системы генерировать высококачественные синтетические данные МРТ, повышать устойчивость к шуму и неполной информации, а также обеспечивать более высокие показатели сегментации повреждений. РАУМ-ГАН представляют собой всеобъемлющее, масштабируемое решение для анализа поражения MS, которое может применяться и в других областях медицинской съемки, где качество и нехватка данных остаются существенными барьерами.
Оригинал публикации

RAUM-GANs: a multi-layer GAN-enhanced framework for accurate multiple sclerosis lesion segmentation in MRI.

Multiple sclerosis (MS) is a chronic autoimmune disease characterized by inflammatory brain lesions, making MRI-based lesion segmentation challenging due to noise, missing data, and limited availability of high-quality labeled images. This paper presents RAUM-GANs, a multi-layer deep learning framework designed to address these challenges and enhance segmentation accuracy. The preprocessing stage comprises three layers: (1) noise reduction using a modified Denoising GAN (DGAN-Net), achieving peak signal-to-noise ratio (PSNR) values up to 42.21 dB across varying noise levels; (2) missing data imputation through advanced GAN-based methods, ensuring clinically reliable reconstruction of incomplete MRI scans; and (3) dataset expansion via a Multi-level Identity GAN (MGAN), which incorporates an identity block to prevent mode collapse, an 8-connected pixel constraint to maintain spatial coherence, and a softened discriminator output to mitigate vanishing gradients. For segmentation, a Residual Attention U-Net (RAU-Net) with identity mapping is employed, yielding precise detection and delineation of MS lesions. Extensive evaluation on the MICCAI MSSEG-2 dataset demonstrates that RAUM-GANs outperform four state-of-the-art methods, achieving a Dice score of 96.6%, Fréchet Inception Distance (FID) of 43.13, and Inception Score (IS) of 14.03. The results highlight the framework's ability to generate high-quality synthetic MRI data, improve robustness against noise and incomplete information, and deliver superior lesion segmentation performance. RAUM-GANs provides a comprehensive, scalable solution for MS lesion analysis, with potential applicability to other medical imaging domains where data quality and scarcity remain significant barriers.

Предметные рубрики MeSH

ИП Урсолов Владлен Сергеевич

ИНН 500118482352 · ОГРНИП 314500117700049

Реквизиты и контакты