SA-CycleGAN-2.5D:基于自注意力循环GAN的三视图上下文多站点 MRI 调谐
计算机视觉与模式识别
2026-04-03 v2 人工智能
机器学习
图像与视频处理
摘要
多站点神经影像分析受制于扫描器诱导的协变量漂移,体素强度的边际分布 随获取协议非线性变化,而解剖的条件分布 保持不变。这对放射组学可重复性尤为有害,因获取变异常常超过生物病理变异。现有统计调谋方法(如 ComBat) operate 在特征空间,阻碍空间下游任务;而标准深度学习方法受限于局部有效感受野(ERF),无法建模全场强度相关性。我们提出 SA-CycleGAN-2.5D,基于 Ben-David 等人的 -divergence 界的框架,集成三项架构创新:(1)2.5D 三视图流水线注入,保持 through-plane 梯度 于 复杂度;(2)U-ResNet 生成器采用稠密体素到体素自注意力,超越 CNN 的 感受野限制,建模全局扫描场偏置;(3)谱规范判别器约束 Lipschitz 常数(),实现稳定对抗优化。在 654 名脑腺瘤患者(BraTS 与 UPenn-GBM 两个机构数据集)上评估,本方法将最大均值偏差(MMD)降低 99.1%(),域分类器准确率降至接近随机水平(59.7%)。消融实验确认,全局注意力在较难的异质到同质转换方向上至关重要(Cohen's ,)。通过桥接 2D 效率与 3D 一致性,本框架生成保留肿瘤病理学的体素级调谏图像,实现可重复的多中心放射组学分析。
引用
@article{arxiv.2603.17219,
title = {SA-CycleGAN-2.5D: Self-Attention CycleGAN with Tri-Planar Context for Multi-Site MRI Harmonization},
author = {Ishrith Gowda and Chunwei Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.17219},
year = {2026}
}
备注
12 pages, 5 figures, 5 tables. Submitted to MICCAI 2026