三维反事实脑部 MRI 生成方法的评估
图像与视频处理
2025-08-25 v2 计算机视觉与模式识别
摘要
反事实生成为模拟医学影像中的假设性变化提供了一个有原则的框架，在理解疾病机制与生成生理学上合理的数据方面具有潜在应用。然而，由于数据稀缺、结构复杂性以及缺乏标准化的评估协议，生成既符合解剖与因果约束又具有真实感的结构化三维脑部 MRI 仍然具有挑战性。在本工作中，我们将六种生成模型转化为三维反事实方法，方法是纳入一个基于因果图的解剖引导框架，其中局部脑体积作为直接条件输入。基于阿尔茨海默病神经影像学计划 (ADNI) 的 T1 加权脑部 MRI (T1w MRIs)，对每个模型在组合性、可逆性、真实感、有效性与最小性方面进行了评估。此外，我们在国家青少年酒精与神经发育联盟 (NCANDA) 的 T1w MRIs 上测试了每个模型的泛化能力。我们的结果表明，基于解剖学的条件化成功改变了目标解剖区域；然而，在保留非目标结构方面存在局限性。除了为更具可解释性与临床相关性的脑部 MRI 生成建模奠定基础外，该基准测试还凸显了对能够更准确捕捉解剖相互依赖关系的新颖架构的需求。
引用
@article{arxiv.2508.02880,
title = {Evaluation of 3D Counterfactual Brain MRI Generation},
author = {Pengwei Sun and Wei Peng and Lun Yu Li and Yixin Wang and Kilian M. Pohl},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.02880},
year = {2025}
}