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2019 | OriginalPaper | Buchkapitel

Multi-stage Prediction Networks for Data Harmonization

verfasst von : Stefano B. Blumberg, Marco Palombo, Can Son Khoo, Chantal M. W. Tax, Ryutaro Tanno, Daniel C. Alexander

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

Verlag: Springer International Publishing

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Abstract

In this paper, we introduce multi-task learning (MTL) to data harmonization (DH); where we aim to harmonize images across different acquisition platforms and sites. This allows us to integrate information from multiple acquisitions and improve the predictive performance and learning efficiency of the harmonization model. Specifically, we introduce the Multi Stage Prediction (MSP) Network, a MTL framework that incorporates neural networks of potentially disparate architectures, trained for different individual acquisition platforms, into a larger architecture that is refined in unison. The MSP utilizes high-level features of single networks for individual tasks, as inputs of additional neural networks to inform the final prediction, therefore exploiting redundancy across tasks to make the most of limited training data. We validate our methods on a dMRI harmonization challenge dataset, where we predict three modern platform types, from one obtained from an old scanner. We show how MTL architectures, such as the MSP, produce around 20% improvement of patch-based mean-squared error over current state-of-the-art methods and that our MSP outperforms off-the-shelf MTL networks. Our code is available [1].

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Literatur
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Zurück zum Zitat Alexander, D.C., Zikic, D., Zhang, J., Zhang, H., Criminisi, A.: Image quality transfer via random forest regression: applications in diffusion MRI. In: Golland, P., Hata, N., Barillot, C., Hornegger, J., Howe, R. (eds.) MICCAI 2014. LNCS, vol. 8675, pp. 225–232. Springer, Cham (2014). https://doi.org/10.1007/978-3-319-10443-0_29CrossRef Alexander, D.C., Zikic, D., Zhang, J., Zhang, H., Criminisi, A.: Image quality transfer via random forest regression: applications in diffusion MRI. In: Golland, P., Hata, N., Barillot, C., Hornegger, J., Howe, R. (eds.) MICCAI 2014. LNCS, vol. 8675, pp. 225–232. Springer, Cham (2014). https://​doi.​org/​10.​1007/​978-3-319-10443-0_​29CrossRef
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Metadaten
Titel
Multi-stage Prediction Networks for Data Harmonization
verfasst von
Stefano B. Blumberg
Marco Palombo
Can Son Khoo
Chantal M. W. Tax
Ryutaro Tanno
Daniel C. Alexander
Copyright-Jahr
2019
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-030-32251-9_45

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