Super-Resolution e Deep Learning per Endomicroscopia

Negli ultimi anni la ricerca sul miglioramento qualitativo dell’endomicroscopia tramite Intelligenza Artificiale ha visto il nostro gruppo contribuire sia con nuove metodologie che con studi sistematici. Di seguito tutti i lavori pubblicati principali, con una nota chiara su cosa apporta ciascun contributo.
Motivazioni & Obiettivi
  • Elevare la qualità diagnostica delle immagini di endomicroscopia con tecniche di super-risoluzione, rendendo possibili applicazioni cliniche affidabili anche in assenza di dati ad alta risoluzione.
  • Mettere a confronto, standardizzare e portare sul campo tecniche avanzate di deep learning per la SR e la ricostruzione spaziotemporale.

Metodi e Risultati
  • Adversarial training with cycle consistency for unsupervised super-resolution in endomicroscopy
    Medical Image Analysis, 2019
    Primo framework non supervisionato basato su GAN e consistenza ciclica fisicamente ispirata: consente l’apprendimento della SR anche in assenza di coppie perfettamente allineate LR/HR, trasferendo la qualità HR tra domini diversi. Validato su 238 sequenze video da 143 pazienti, con metriche quantitative e studio MOS clinico.

  • Effective deep learning training for single-image super-resolution in endomicroscopy exploiting video-registration-based reconstruction
    International Journal of Computer Assisted Radiology and Surgery, 2018PMC Open Access
    Propone una strategia efficace di generazione dati sintetici tramite video-mosaicking per addestrare DNNs allo SR, anche dove le immagini HR reali mancano. Analizza tre tecniche state-of-the-art su oltre 8800 immagini e conferma (anche con MOS) il guadagno qualitativo.

  • Learning from irregularly sampled data for endomicroscopy super-resolution: a comparative study of sparse and dense approaches
    International Journal of Computer Assisted Radiology and Surgery, 2020
    Studio comparativo su CNN dense vs sparse per la super-risoluzione da input irregolari (tipici di pCLE); introduce anche strati kernel Nadaraya-Watson nel framework profondo e genera dati sintetici per benchmarking robusto.

Codice Repository

  • Al momento, il codice open-source specifico per la super-resolution endomicroscopica non è disponibile in repository pubblici dedicati.
    Per richieste o collaborazioni, contattare gli autori dei lavori citati.

Team & Autori

  • Daniele Ravì (PI, metodologie deep learning, progettazione framework GAN/SR, validazione su dati reali)
  • Agnieszka B. Szczotka (idea e sviluppo sparse/dense CNN, dataset, validazione UCL)
  • Stephen P. Pereira, Tom Vercauteren, D.I. Shakir, M.J. Clarkson (KCL, UCL, collaborazione clinica e supervisione)
Collaborazioni UCL–King’s College London, validazione clinica su pazienti, benchmarking su database propri e open.
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