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Translation of Fetal Brain Ultrasound Images into Pseudo-MRI Images using Artificial Intelligence

Created by
  • Haebom

저자

Naomi Silverstein, Efrat Leibowitz, Ron Beloosesky, Haim Azhari

개요

본 논문은 초음파 영상을 자기공명영상(MRI)과 유사한 형태로 변환하는 인공지능 기반 방법인 "이중 확산 부과 상관(DDIC)"을 제시합니다. 임신 후기 태아 뇌 초음파 영상의 질적 한계를 극복하고 MRI의 장점을 활용하기 위해, 확산 모델을 이용하여 초음파 영상을 MRI 유사 영상으로 변환하는 기술을 개발했습니다. HC18 데이터셋(초음파)과 CRL 태아 뇌 아틀라스 및 FeTA 데이터셋(MRI)을 사용하여 모델을 학습시켰으며, 변환된 영상은 특히 측뇌실과 실비우스 열구에서 조직 차별화가 개선됨을 보였습니다. Mutual information, Peak signal-to-noise ratio, Frechet Inception Distance, Contrast-to-noise ratio 등의 지표와 5명의 산부인과 의사를 대상으로 한 의학적 의견 검사를 통해 기존 방법 대비 성능 향상을 검증했습니다.

시사점, 한계점

시사점:
임신 후기 태아 뇌 초음파 영상의 질 개선을 통해 진단 정확도 향상 및 의료 결과 개선에 기여할 수 있음.
비용 효율적이고 접근성이 높은 초음파 영상을 고품질 MRI 수준으로 개선하여 의료 자원의 효율적 활용 가능성 제시.
인공지능 기반 영상 변환 기술의 의료 영상 분야 적용 가능성을 보여줌.
한계점:
제한된 데이터셋 (HC18, CRL fetal brain atlas, FeTA)을 사용하여 모델을 학습시켰으므로, 일반화 성능에 대한 추가적인 검증이 필요함.
의학적 의견 검사에 참여한 의사의 수가 제한적임 (5명).
DDIC의 실제 임상 적용에 대한 추가적인 연구가 필요함.
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