电气工程与系统科学 > 图像与视频处理
[提交于 2025年6月23日
]
标题: 将H&E图像转换为IHC:一种方差惩罚的GAN用于精准肿瘤学
标题: Transforming H&E images into IHC: A Variance-Penalized GAN for Precision Oncology
摘要: HER2在乳腺细胞中的过表达是HER2阳性乳腺癌的关键驱动因素,这是一种高度侵袭性的亚型,需要精确的诊断和靶向治疗。免疫组化(IHC)是HER2评估的标准技术,但成本高、劳动强度大,并且高度依赖抗体选择。相比之下,苏木精和伊红(H&E)染色是一种常规的组织病理学程序,具有更广泛的可及性,但缺乏HER2特异性。本研究提出了一种先进的基于深度学习的图像翻译框架,可以从H&E染色的组织样本生成高保真IHC图像,从而实现成本效益高且可扩展的HER2评估。通过修改金字塔pix2pix的损失函数,我们缓解了生成对抗网络(GANs)中的模式崩溃这一基本限制,并引入了一种基于方差的惩罚项,以在生成的图像中强制结构多样性。我们的模型在翻译HER2阳性(IHC 3+)图像方面特别出色,由于其复杂的形态学变化,现有方法在这些图像上一直存在挑战。在BCI组织病理学数据集上的广泛评估表明,我们的模型在峰值信噪比(PSNR)、结构相似性指数(SSIM)和弗雷歇初始距离(FID)方面优于最先进的方法,特别是在准确翻译HER2阳性(IHC 3+)图像方面。除了医学影像外,我们的模型在一般的图像到图像翻译任务中也表现出色,展示了其在多个领域的潜力。这项工作标志着向AI驱动的精准肿瘤学迈出的重要一步,为传统的HER2诊断提供了一种可靠且高效的选择。
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