CycleGAN with mutual information loss constraint generates structurally aligned CT images from functional EIT images

计算机科学 人工智能 相互信息 约束(计算机辅助设计) 计算机视觉 图像(数学) 过程(计算) 电阻抗断层成像 模式识别(心理学) 断层摄影术 数学 放射科 医学 几何学 操作系统
作者
Omer Raza,Michael Lawson,Fedi Zouari,Eddie C. Wong,Russell W. Chan,Peng Cao
标识
DOI:10.1109/embc40787.2023.10340711
摘要

Electrical impedance tomography (EIT) has been employed in the field of medical imaging due to its cost effectiveness, safety profile and portability, but the images generated are relatively low resolution. To address these limitations, we create a novel method using EIT images to generate high resolution structurally aligned images of lungs like those from CT scans. A way to achieve this transformation is via Cycle generative adversarial networks (CycleGAN), which have demonstrated image-to-image translation capabilities across different modalities. However, a generic implementation yields images which may not be aligned with their input image. To solve this issue, we construct and incorporate a Mutual Information (MI) constraint in CycleGAN to translate functional lung EIT images to structural high resolution CT images. The CycleGAN is first trained on unpaired EIT and CT lung images. Afterwards, we generate CT image pairs from EIT images via CycleGANs constrained with MI loss and without this loss. Finally, through generating these 1560 CT image pairs and then comparing the visual results and quantitative metrics, we show that MI constrained CycleGAN produces more structurally aligned CT images, where Normalised Mutual Information (NMI) is increased to 0.2621+/- 0.0052 versus 0.2600 +/- 0.0066, p<0.0001 for non-MI constrained images. By this process, we simultaneously provide functional and structural information, and potentially enable more detailed assessment of lungs.Clinical Relevance— By establishing a structurally aligning generative process via MI Loss in CycleGAN, this study enables EIT-CT conversion, thereby providing functional and structural images for enhanced lung assessment, from just EIT images.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
123发布了新的文献求助10
刚刚
刚刚
李爱国应助DDooong采纳,获得10
刚刚
陌上灬发布了新的文献求助10
刚刚
脑洞疼应助XING采纳,获得10
刚刚
1秒前
1秒前
2秒前
2秒前
强健的迎波完成签到,获得积分10
2秒前
Yaon-Xu完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
Feng发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
jiangnan发布了新的文献求助10
3秒前
姚煜发布了新的文献求助10
4秒前
pjwl完成签到 ,获得积分10
4秒前
4秒前
4秒前
芝士椰果发布了新的文献求助10
4秒前
lin发布了新的文献求助10
4秒前
晴qq发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
6秒前
汉堡包应助争气的鸵鸟采纳,获得10
6秒前
wewe完成签到,获得积分10
7秒前
小鱼完成签到,获得积分10
7秒前
DX发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
8秒前
liu完成签到,获得积分10
8秒前
zhishiyanhua发布了新的文献求助10
8秒前
ChenChen完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
英吉利25发布了新的文献求助10
9秒前
科研通AI6.4应助zoeydonut采纳,获得10
9秒前
李西西完成签到,获得积分10
9秒前
ss发布了新的文献求助10
10秒前
ttl完成签到,获得积分10
10秒前
Asteroid完成签到,获得积分10
10秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Picture this! Including first nations fiction picture books in school library collections 2000
The Composition and Relative Chronology of Dynasties 16 and 17 in Egypt 1500
Cowries - A Guide to the Gastropod Family Cypraeidae 1200
ON THE THEORY OF BIRATIONAL BLOWING-UP 666
Signals, Systems, and Signal Processing 610
“美军军官队伍建设研究”系列(全册) 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6386125
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8199768
关于积分的说明 17345640
捐赠科研通 5439809
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2876741
邀请新用户注册赠送积分活动 1853238
关于科研通互助平台的介绍 1697314