In this paper, we design a Generative Adversarial Network (GAN)-based solution for super-resolution and segmentation of optical coherence tomography (OCT) scans of the retinal layers. OCT has been identified as a non-invasive and inexpensive modality of imaging to discover potential biomarkers for the diagnosis and progress determination of neurodegenerative diseases, such as Alzheimer's Disease (AD). Current hypotheses presume the thickness of the retinal layers, which are analyzable within OCT scans, can be effective biomarkers. As a logical first step, this work concentrates on the challenging task of retinal layer segmentation and also super-resolution for higher clarity and accuracy. We propose a GAN-based segmentation model and evaluate incorporating popular networks, namely, U-Net and ResNet, in the GAN architecture with additional blocks of transposed convolution and sub-pixel convolution for the task of upscaling OCT images from low to high resolution by a factor of four. We also incorporate the Dice loss as an additional reconstruction loss term to improve the performance of this joint optimization task. Our best model configuration empirically achieved the Dice coefficient of 0.867 and mIOU of 0.765.


翻译:在本文中,我们为视距层光学一致性断层扫描的超分辨率和分解设计了一个基于基因反转网络(GAN)的超分辨率和断层解决方案。我们发现,OCT是一种非侵入和廉价的成像模式,可以发现诊断和诊断神经退化性疾病(如阿尔茨海默氏病(AD))的潜在生物标志。目前的假设假设假定是视距层的厚度,可在OCT扫描中解析,可以是有效的生物标志。作为合乎逻辑的第一步,这项工作侧重于视距层分解这一具有挑战性的任务,同时也侧重于超清晰度和精确度的超分辨率。我们建议采用基于GAN的分解模型,并评价将流行网络(即U-Net和ResNet)纳入GAN结构中,并增加转基因变形共振动和子相变相,以完成将OCT图像从低分辨率升至高分辨率的任务。我们还把Dice损失作为另一个模型,作为D类损失期的又一个模型,用于改进我们实现的GALI联合优化任务的模型。

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