Pix2Pix画像スタイル変換を用いた教師無し異常検知によるFDG-PET/CT像上肺病変強調
【目的】一般にAI画像診断支援システム開発では学習用有病データが大量に必要だが、その収集は容易ではない。そこでFDG-PET（以下PET）/CT像上病変検出の検討として、収集容易な病変を含まない正常PET/CT像を学習した深層画像スタイル変換器Pix2Pixによる異常検知での肺病変検出に向け、肺病変強調法を提案する。【手法】提案法は正常 CT像から正常PET像へのスタイル変換に基づく手法である。入力CT像の肺野外除去と画素値正規化を行い、正常像学習Pix2Pix を用いaxial CTスライス像から正常PETスライス像を推定する。推定PETスライス像に未学習の病変FDG異常集積は描画されないこ...
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| Published in | Transactions of Japanese Society for Medical and Biological Engineering Vol. Annual61; no. Abstract; p. 165_2 |
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| Main Authors | , , , , , , , , , , , , , , |
| Format | Journal Article |
| Language | Japanese |
| Published |
公益社団法人 日本生体医工学会
2023
Japanese Society for Medical and Biological Engineering |
| Online Access | Get full text |
| ISSN | 1347-443X 1881-4379 |
| DOI | 10.11239/jsmbe.Annual61.165_2 |
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| Abstract | 【目的】一般にAI画像診断支援システム開発では学習用有病データが大量に必要だが、その収集は容易ではない。そこでFDG-PET（以下PET）/CT像上病変検出の検討として、収集容易な病変を含まない正常PET/CT像を学習した深層画像スタイル変換器Pix2Pixによる異常検知での肺病変検出に向け、肺病変強調法を提案する。【手法】提案法は正常 CT像から正常PET像へのスタイル変換に基づく手法である。入力CT像の肺野外除去と画素値正規化を行い、正常像学習Pix2Pix を用いaxial CTスライス像から正常PETスライス像を推定する。推定PETスライス像に未学習の病変FDG異常集積は描画されないことが期待されるため、推定・入力PET像間の差分により病変強調像を得る。強調評価には病変とその周辺領域のPeak Signal-to-Ratio（PSNR）を用いる。【結果・考察】肺病変を1つ以上含むPET/CT像39例に提案法を適用した。病変強調像上の病変PSNRは平均16.76、標準偏差は21.63であった。Wilcoxson符号順位検定により、提案法での病変強調像上の病変PSNRは診断用PET像上の病変PSNRより統計的有意に向上していたことを確認した。【結語】結果から正常像学習Pix2Pixを用いた異常検知に基づく本手法の有用性が確認された。今後は提案法を用いた病変検出処理を検討する。 |
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| AbstractList | 【目的】一般にAI画像診断支援システム開発では学習用有病データが大量に必要だが、その収集は容易ではない。そこでFDG-PET（以下PET）/CT像上病変検出の検討として、収集容易な病変を含まない正常PET/CT像を学習した深層画像スタイル変換器Pix2Pixによる異常検知での肺病変検出に向け、肺病変強調法を提案する。【手法】提案法は正常 CT像から正常PET像へのスタイル変換に基づく手法である。入力CT像の肺野外除去と画素値正規化を行い、正常像学習Pix2Pix を用いaxial CTスライス像から正常PETスライス像を推定する。推定PETスライス像に未学習の病変FDG異常集積は描画されないことが期待されるため、推定・入力PET像間の差分により病変強調像を得る。強調評価には病変とその周辺領域のPeak Signal-to-Ratio（PSNR）を用いる。【結果・考察】肺病変を1つ以上含むPET/CT像39例に提案法を適用した。病変強調像上の病変PSNRは平均16.76、標準偏差は21.63であった。Wilcoxson符号順位検定により、提案法での病変強調像上の病変PSNRは診断用PET像上の病変PSNRより統計的有意に向上していたことを確認した。【結語】結果から正常像学習Pix2Pixを用いた異常検知に基づく本手法の有用性が確認された。今後は提案法を用いた病変検出処理を検討する。 |
| Author | 山田, 誉大 甲斐田, 勇人 中前, 由香子 瀬川, 新 三上, 勝大 石井, 一成 木村, 裕一 花岡, 宏平 根本, 充貴 北島, 一宏 永岡, 隆 槌谷, 達也 村中, 皓紀 大谷, 和暉 吉田, 昂平 |
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| DOI | 10.11239/jsmbe.Annual61.165_2 |
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