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Please use this identifier to cite or link to this item: https://tede2.pucrs.br/tede2/handle/tede/11658
Document type: Dissertação
Title: Geração de imagens de raios-X do tórax utilizando Latent Diffusion Models
Other Titles: Chest X-rays generation using Latent Diffusion Models
Author: Silva, Davide Clode da 
Advisor: Musse, Soraia Raupp
Abstract (native): A pesquisa em imagens médicas é uma tarefa desafiadora, devido, mas não se limitando, à escassez de imagens médicas. Usualmente, dados reais são usados na realização de simulações. Contudo, diversos fatores limitam a capacidade de utilizar dados de exames médicos. Entre eles, destacam-se a necessidade de proteger informações sensíveis e confidenciais dos pacientes, o custo e a acessibilidade dos equipamentos médicos, além de questões éticas e legais relacionadas ao compartilhamento de dados. Para mitigar esses desafios, a geração de dados sintéticos oferece uma alternativa promissora, permitindo complementar conjuntos de dados de treinamento e realizar pesquisas de imagens médicas em larga escala. Recentemente, Diffusion Models ganharam destaque na comunidade de visão computacional ao produzir imagens sintéticas fotorrealistas. Neste contexto, este trabalho propõe explorar o uso de um tipo específico de Diffusion Models, os Latent Diffusion Models (LDM), na geração de imagens médicas sintéticas a partir de imagens torácicas de alta resolução. Para isso, realizamos um ajuste fino (fine-tuning), no Latent Diffusion Foundation Model, utilizando imagens da National Library of Medicine. Como contribuição, geramos um conjunto de imagens de raios-x do tórax saudáveis de alta resolução e excelente qualidade. Além disso, disponibilizamos essas imagens geradas juntamente com os modelos treinados para serem utilizadas em pesquisas acadêmicas ou no treinamento de outros modelos. Sendo assim, a nossa abordagem oferece potencial para superar a barreira dos dados no domínio médico.
Abstract (english): Medical imaging research is a challenging task due to, but not limited to, the scarcity of medical images. Usually, real data is used to carry out simulations. However, several factors limit the ability to use medical exam data. These include the need to protect sensitive and confidential patient information, the cost and accessibility of medical equipment, as well as ethical and legal issues related to data sharing. To mitigate these challenges, synthetic data generation offers a promising alternative, allowing to complement training datasets and conduct large-scale medical imaging research. Recently, Diffusion Models have gained prominence in the computer vision community by producing photorealistic synthetic images. In this context, this work proposes to explore the use of a specific type of Diffusion Models, the Latent Diffusion Models (LDM), in generating synthetic medical images from high-resolution thoracic images. To do this, we performed a fine-tuning on the Latent Diffusion Foundation Model, using images from the National Library of Medicine. As a contribution, we generated a set of high-resolution, excellent-quality healthy chest x-ray images. Additionally, we provide these generated images alongside the trained models for use in academic research or for training other models. As such, our approach offers the potential to overcome the data barrier in the medical domain.
Keywords: Foundation Models
Generative Models
Stable Diffusion Model
Latent Diffusion Models
Generative Adversarial Networks
Imagens Sintéticas
Synthetic Images
CNPQ Knowledge Areas: CIENCIA DA COMPUTACAO::TEORIA DA COMPUTACAO
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul
Institution Acronym: PUCRS
Department: Escola Politécnica
Program: Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação
Access type: Acesso Aberto
Fulltext access restriction: Trabalho não apresenta restrição para publicação
URI: https://tede2.pucrs.br/tede2/handle/tede/11658
Issue Date: 30-Apr-2024
Appears in Collections:Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação

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