Umeå universitets logga

umu.sePublikationer
Driftstörningar
Det förekommer återkommande driftstörningar på några av sök-portalerna på grund av hög belastning. Vi arbetar på att lösa problemet, ni kan tillfälligt mötas av ett felmeddelande.
Ändra sökning
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
A domain adaptation model for carotid ultrasound: image harmonization, noise reduction, and impact on cardiovascular risk markers
Umeå universitet, Medicinska fakulteten, Institutionen för diagnostik och intervention.ORCID-id: 0000-0001-6524-7694
Umeå universitet, Medicinska fakulteten, Institutionen för folkhälsa och klinisk medicin.ORCID-id: 0000-0002-4060-4752
Umeå universitet, Medicinska fakulteten, Institutionen för folkhälsa och klinisk medicin.ORCID-id: 0000-0003-4100-8298
Umeå universitet, Medicinska fakulteten, Institutionen för diagnostik och intervention.ORCID-id: 0000-0003-4288-1208
2025 (Engelska)Ingår i: Computers in Biology and Medicine, ISSN 0010-4825, E-ISSN 1879-0534, Vol. 190, artikel-id 110030Artikel i tidskrift (Refereegranskat) Published
Abstract [en]

Deep learning has been used extensively for medical image analysis applications, assuming the training and test data adhere to the same probability distributions. However, a common challenge arises when dealing with medical images generated by different systems or even the same system with varying parameter settings. Such images often contain diverse textures and noise patterns, violating the assumption. Consequently, models trained on data from one machine or setting usually struggle to perform effectively on data from another. To address this issue in ultrasound images, we proposed a Generative Adversarial Network (GAN) based model in this paper. We formulated image harmonization and denoising tasks as an image-to-image translation task, wherein we adapt the texture pattern and reduced noise in Carotid ultrasound images while keeping the image content (the anatomy) unchanged. The performance was evaluated using feature distribution and pixel-space similarity metrics. In addition, blood-to-tissue contrast and influence on computed risk markers (Grey scale median, GSM) were evaluated. The results showed that domain adaptation was achieved in both tasks (histogram correlation 0.920 (0.043) and 0.844 (0.062)), as compared to no adaptation (0.890 (0.077) and 0.707 (0.098)), and that the anatomy of the images was retained (structure similarity index measure e.g. the arterial wall 0.71 (0.09) and 0.80 (0.08)). In addition, the image noise level (contrast) did not change in the image harmonization task (-34.1 (3.8) vs -35.2 (4.1) dB) but was improved in the noise reduction task (-23.5 (3.2) vs -46.7 (18.1) dB). To validate the performance of the proposed model, we compare its results with CycleGAN, the current state-of-the-art model. Our model outperformed CycleGAN in both tasks. Finally, the risk marker GSM was significantly changed in the noise reduction but not in the image harmonization task. We conclude that domain translation models are powerful tools for improving ultrasound image while retaining the underlying anatomy, but downstream calculations of risk markers may be affected.

Ort, förlag, år, upplaga, sidor
Elsevier, 2025. Vol. 190, artikel-id 110030
Nyckelord [en]
Cardiovascular disease assessment, Carotid ultrasound images, Deep learning, Domain adaptation, Generative Adversarial Network, Image harmonization, Medical image analysis, Noise reduction
Nationell ämneskategori
Medicinsk bildvetenskap Datorgrafik och datorseende
Identifikatorer
URN: urn:nbn:se:umu:diva-237445DOI: 10.1016/j.compbiomed.2025.110030PubMedID: 40179806Scopus ID: 2-s2.0-105001556836OAI: oai:DiVA.org:umu-237445DiVA, id: diva2:1951412
Forskningsfinansiär
Norrländska HjärtfondenKempestiftelserna, JCK-3172Region VästerbottenTillgänglig från: 2025-04-10 Skapad: 2025-04-10 Senast uppdaterad: 2025-04-10Bibliografiskt granskad

Open Access i DiVA

fulltext(4356 kB)216 nedladdningar
Filinformation
Filnamn FULLTEXT01.pdfFilstorlek 4356 kBChecksumma SHA-512
3243136b52cbdbddcd42315c84d6e845b72c3c0d2e9b6826ff07ba437b1952f8eb8d17c639ceec96b7f935cbcc20868cbd604bf5a63502ca36cbd458b7234b7a
Typ fulltextMimetyp application/pdf

Övriga länkar

Förlagets fulltextPubMedScopus

Person

Usama, MohdNyman, EmmaNäslund, UlfGrönlund, Christer

Sök vidare i DiVA

Av författaren/redaktören
Usama, MohdNyman, EmmaNäslund, UlfGrönlund, Christer
Av organisationen
Institutionen för diagnostik och interventionInstitutionen för folkhälsa och klinisk medicin
I samma tidskrift
Computers in Biology and Medicine
Medicinsk bildvetenskapDatorgrafik och datorseende

Sök vidare utanför DiVA

GoogleGoogle Scholar
Totalt: 216 nedladdningar
Antalet nedladdningar är summan av nedladdningar för alla fulltexter. Det kan inkludera t.ex tidigare versioner som nu inte längre är tillgängliga.

doi
pubmed
urn-nbn

Altmetricpoäng

doi
pubmed
urn-nbn
Totalt: 597 träffar
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf