Despite technological and medical advances, the detection, interpretation, and treatment of cancer based on imaging data continue to pose significant challenges. These include high inter-observer variability, difficulty of small-sized lesion detection, nodule interpretation and malignancy determination, inter- and intra-tumour heterogeneity, class imbalance, segmentation inaccuracies, and treatment effect uncertainty. The recent advancements in Generative Adversarial Networks (GANs) in computer vision as well as in medical imaging may provide a basis for enhanced capabilities in cancer detection and analysis. In this review, we assess the potential of GANs to address a number of key challenges of cancer imaging, including data scarcity and imbalance, domain and dataset shifts, data access and privacy, data annotation and quantification, as well as cancer detection, tumour profiling and treatment planning. We provide a critical appraisal of the existing literature of GANs applied to cancer imagery, together with suggestions on future research directions to address these challenges. We analyse and discuss 163 papers that apply adversarial training techniques in the context of cancer imaging and elaborate their methodologies, advantages and limitations. With this work, we strive to bridge the gap between the needs of the clinical cancer imaging community and the current and prospective research on GANs in the artificial intelligence community.


翻译:尽管技术和医学进步,但根据成像数据检测、判读和治疗癌症的工作继续构成重大挑战,其中包括:观察者之间变化很大,小型损伤检测困难,结核解释和恶性诊断,骨骼间和内分泌异质,阶级不平衡,分解不准确,治疗后果不确定。计算机视觉和医学成像方面的基因反转网络(GANs)最近的进展,可能为加强癌症检测和分析能力提供基础。在本次审查中,我们评估GANs在应对癌症成像方面的一些关键挑战方面的潜力,包括数据稀缺和不平衡、领域和数据集变化、数据获取和隐私、数据批注和量化,以及癌症检测、肿瘤剖析和治疗规划。我们严格评价GANs现有癌症成象学文献,并就未来研究方向应对这些挑战提出建议。我们分析并讨论163份在癌症成像方面应用对抗性培训技术的文件,并阐述其方法、优势和局限性。我们通过这项工作,努力弥合GAN社区在临床成像学界和目前临床成像学界研究方面的差距。

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