Skip to main content
Erschienen in:
Buchtitelbild

2019 | OriginalPaper | Buchkapitel

Enhancing OCT Signal by Fusion of GANs: Improving Statistical Power of Glaucoma Clinical Trials

verfasst von : Georgios Lazaridis, Marco Lorenzi, Sebastien Ourselin, David Garway-Heath

Erschienen in: Medical Image Computing and Computer Assisted Intervention – MICCAI 2019

Verlag: Springer International Publishing

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

Accurately monitoring the efficacy of disease-modifying drugs in glaucoma therapy is of critical importance. Albeit high resolution spectral-domain optical coherence tomography (SDOCT) is now in widespread clinical use, past landmark glaucoma clinical trials have used time-domain optical coherence tomography (TDOCT), which leads, however, to poor statistical power due to low signal-to-noise characteristics. Here, we propose a probabilistic ensemble model for improving the statistical power of imaging-based clinical trials. TDOCT are converted to synthesized SDOCT images and segmented via Bayesian fusion of an ensemble of generative adversarial networks (GANs). The proposed model integrates super resolution (SR) and multi-atlas segmentation (MAS) in a principled way. Experiments on the UK Glaucoma Treatment Study (UKGTS) show that the model successfully combines the strengths of both techniques (improved image quality of SR and effective label propagation of MAS), and produces a significantly better separation between treatment arms than conventional segmentation of TDOCT.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Wirtschaft"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 340 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Versicherung + Risiko




Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Anhänge
Nur mit Berechtigung zugänglich
Literatur
1.
Zurück zum Zitat Garway-Heath, D.F., Crabb, D.P., et al.: Latanoprost for open-angle glaucoma (UKGTS): a randomised, multicentre, placebo-controlled trial. The Lancet 385(9975), 1295–1304 (2015)CrossRef Garway-Heath, D.F., Crabb, D.P., et al.: Latanoprost for open-angle glaucoma (UKGTS): a randomised, multicentre, placebo-controlled trial. The Lancet 385(9975), 1295–1304 (2015)CrossRef
2.
Zurück zum Zitat Button, K., Ioannidis, J., et al.: Power failure: why small sample size undermines the reliability of neuroscience. Nat. Rev. Neurosci. 14, 365–376 (2013) Button, K., Ioannidis, J., et al.: Power failure: why small sample size undermines the reliability of neuroscience. Nat. Rev. Neurosci. 14, 365–376 (2013)
4.
Zurück zum Zitat Schwartz, Y., Varoquaux, G., Pallier, C., Pinel, P., Poline, J.-B., Thirion, B.: Improving accuracy and power with transfer learning using a meta-analytic database. In: Ayache, N., Delingette, H., Golland, P., Mori, K. (eds.) MICCAI 2012. LNCS, vol. 7512, pp. 248–255. Springer, Heidelberg (2012). https://doi.org/10.1007/978-3-642-33454-2_31CrossRef Schwartz, Y., Varoquaux, G., Pallier, C., Pinel, P., Poline, J.-B., Thirion, B.: Improving accuracy and power with transfer learning using a meta-analytic database. In: Ayache, N., Delingette, H., Golland, P., Mori, K. (eds.) MICCAI 2012. LNCS, vol. 7512, pp. 248–255. Springer, Heidelberg (2012). https://​doi.​org/​10.​1007/​978-3-642-33454-2_​31CrossRef
5.
Zurück zum Zitat Sabuncu, M.R., Yeo, B.T.T., Van Leemput, K., Fischl, B., Golland, P.: A generative model for image segmentation based on label fusion. IEEE Trans. Med. Imaging 29(10), 1714–1729 (2010)CrossRef Sabuncu, M.R., Yeo, B.T.T., Van Leemput, K., Fischl, B., Golland, P.: A generative model for image segmentation based on label fusion. IEEE Trans. Med. Imaging 29(10), 1714–1729 (2010)CrossRef
6.
Zurück zum Zitat Nie, D., Trullo, R., Lian, J., Petitjean, C., Ruan, S., Wang, Q., Shen, D.: Medical image synthesis with context-aware Generative Adversarial Networks. In: Descoteaux, M., Maier-Hein, L., Franz, A., Jannin, P., Collins, D.L., Duchesne, S. (eds.) MICCAI 2017. LNCS, vol. 10435, pp. 417–425. Springer, Cham (2017). https://doi.org/10.1007/978-3-319-66179-7_48CrossRef Nie, D., Trullo, R., Lian, J., Petitjean, C., Ruan, S., Wang, Q., Shen, D.: Medical image synthesis with context-aware Generative Adversarial Networks. In: Descoteaux, M., Maier-Hein, L., Franz, A., Jannin, P., Collins, D.L., Duchesne, S. (eds.) MICCAI 2017. LNCS, vol. 10435, pp. 417–425. Springer, Cham (2017). https://​doi.​org/​10.​1007/​978-3-319-66179-7_​48CrossRef
7.
Zurück zum Zitat Wolterink, J.M., Dinkla, A.M., Savenije, M.H.F., Seevinck, P.R., van den Berg, C.A.T., Išgum, I.: Deep MR to CT synthesis using unpaired data. In: Tsaftaris, S.A., Gooya, A., Frangi, A.F., Prince, J.L. (eds.) SASHIMI 2017. LNCS, vol. 10557, pp. 14–23. Springer, Cham (2017). https://doi.org/10.1007/978-3-319-68127-6_2CrossRef Wolterink, J.M., Dinkla, A.M., Savenije, M.H.F., Seevinck, P.R., van den Berg, C.A.T., Išgum, I.: Deep MR to CT synthesis using unpaired data. In: Tsaftaris, S.A., Gooya, A., Frangi, A.F., Prince, J.L. (eds.) SASHIMI 2017. LNCS, vol. 10557, pp. 14–23. Springer, Cham (2017). https://​doi.​org/​10.​1007/​978-3-319-68127-6_​2CrossRef
8.
Zurück zum Zitat Ben-Cohen, A., Klang, E., Raskin, S.P., Amitai, M.M., Greenspan, H.: Virtual PET images from CT data using deep convolutional networks: initial results. In: Tsaftaris, S.A., Gooya, A., Frangi, A.F., Prince, J.L. (eds.) SASHIMI 2017. LNCS, vol. 10557, pp. 49–57. Springer, Cham (2017). https://doi.org/10.1007/978-3-319-68127-6_6CrossRef Ben-Cohen, A., Klang, E., Raskin, S.P., Amitai, M.M., Greenspan, H.: Virtual PET images from CT data using deep convolutional networks: initial results. In: Tsaftaris, S.A., Gooya, A., Frangi, A.F., Prince, J.L. (eds.) SASHIMI 2017. LNCS, vol. 10557, pp. 49–57. Springer, Cham (2017). https://​doi.​org/​10.​1007/​978-3-319-68127-6_​6CrossRef
9.
Zurück zum Zitat Wang, T.C., Liu, M.Y., et al.: High-resolution image synthesis and semantic manipulation with conditional GANs. In: 2018 IEEE CVPR, pp. 8798–8807, June 2018 Wang, T.C., Liu, M.Y., et al.: High-resolution image synthesis and semantic manipulation with conditional GANs. In: 2018 IEEE CVPR, pp. 8798–8807, June 2018
11.
Zurück zum Zitat Atzeni, A., Jansen, M., Ourselin, S., Iglesias, J.E.: A probabilistic model combining deep learning and multi-atlas segmentation for semi-automated labelling of histology. In: Frangi, A.F., Schnabel, J.A., Davatzikos, C., Alberola-López, C., Fichtinger, G. (eds.) MICCAI 2018. LNCS, vol. 11071, pp. 219–227. Springer, Cham (2018). https://doi.org/10.1007/978-3-030-00934-2_25CrossRef Atzeni, A., Jansen, M., Ourselin, S., Iglesias, J.E.: A probabilistic model combining deep learning and multi-atlas segmentation for semi-automated labelling of histology. In: Frangi, A.F., Schnabel, J.A., Davatzikos, C., Alberola-López, C., Fichtinger, G. (eds.) MICCAI 2018. LNCS, vol. 11071, pp. 219–227. Springer, Cham (2018). https://​doi.​org/​10.​1007/​978-3-030-00934-2_​25CrossRef
Metadaten
Titel
Enhancing OCT Signal by Fusion of GANs: Improving Statistical Power of Glaucoma Clinical Trials
verfasst von
Georgios Lazaridis
Marco Lorenzi
Sebastien Ourselin
David Garway-Heath
Copyright-Jahr
2019
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-030-32239-7_1