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Patient-specific 3d cellular automata nodule growth synthesis in lung cancer without the need of external data

  • Octavio E.Martinez Manzanera
  • , Sam Ellis
  • , Vasileios Baltatzis
  • , Arjun Nair
  • , Loic Le Folgoc
  • , Sujal Desai
  • , Ben Glocker
  • , Julia A. Schnabel
  • King's College London
  • University College London
  • Imperial College London
  • The Royal Brompton and Harefield NHS Foundation Trust

Résultats de recherche: Le chapitre dans un livre, un rapport, une anthologie ou une collectionContribution à une conférenceRevue par des pairs

Résumé

We propose a novel patient-specific generative approach to simulate the emergence and growth of lung nodules using 3D cellular automata (CA) in computer tomography (CT). Our proposed method can be applied to individual images thus eliminating the need of external images that can contaminate and influence the generative process, a valuable characteristic in the medical domain. Firstly, we employ inpainting to generate pseudo-healthy representations of lung CT scans prior the visible appearance of each lung nodule. Then, for each nodule, we train a 3D CA to simulate nodule growth and progression using the image of that same nodule as a target. After each CA is trained, we generate early versions of each nodule from a single voxel until the growing nodule closely matches the appearance of the original nodule. These synthesized nodules are inserted where the original nodule was located in the pseudo-healthy inpainted versions of the CTs, which provide realistic context to the generated nodule. We utilize the simulated images for data augmentation yielding false positive reduction in a nodule detector. We found statistically significant improvements (p lt 0.001) in the detection of lung nodules.

langue originaleAnglais
titre2021 IEEE 18th International Symposium on Biomedical Imaging, ISBI 2021
EditeurIEEE Computer Society
Pages925-928
Nombre de pages4
ISBN (Electronique)9781665412469
Les DOIs
étatPublié - 13 avr. 2021
Modification externeOui
Evénement18th IEEE International Symposium on Biomedical Imaging, ISBI 2021 - Virtual, Online, France
Durée: 13 avr. 202116 avr. 2021

Série de publications

NomProceedings - International Symposium on Biomedical Imaging
Volume2021-April
ISSN (imprimé)1945-7928
ISSN (Electronique)1945-8452

Une conférence

Une conférence18th IEEE International Symposium on Biomedical Imaging, ISBI 2021
Pays/TerritoireFrance
La villeVirtual, Online
période13/04/2116/04/21

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