3D Point Cloud Analysis via Transformer-Based Graph Learning for Multiple Sclerosis Screening in OCT Images

UDC.coleccionInvestigaciónes_ES
UDC.conferenceTitleKES 2024es_ES
UDC.departamentoCiencias da Computación e Tecnoloxías da Informaciónes_ES
UDC.endPage1089es_ES
UDC.grupoInvGrupo de Visión Artificial e Recoñecemento de Patróns (VARPA)es_ES
UDC.journalTitleProcedia Computer Sciencees_ES
UDC.startPage1080es_ES
UDC.volume246es_ES
dc.contributor.authorÁlvarez-Rodríguez, Lorena
dc.contributor.authorGarcía Prego, Iván
dc.contributor.authorMoura, Joaquim de
dc.contributor.authorPueyo-Bestué, Ana
dc.contributor.authorViladés, Elisa
dc.contributor.authorGarcía-Martín, Elena
dc.contributor.authorSánchez, Clara I.
dc.contributor.authorNovo Buján, Jorge
dc.contributor.authorOrtega Hortas, Marcos
dc.date.accessioned2024-12-02T11:17:19Z
dc.date.available2024-12-02T11:17:19Z
dc.date.issued2024
dc.descriptionPresented at: 28th International Conference on Knowledge-Based and Intelligent Information & Engineering Systems (KES 2024)es_ES
dc.description.abstract[Abstract]: Multiple Sclerosis (MS), the leading cause of non-traumatic neurological impairment in young adults, manifests morphological changes in the retina observable in Optical Coherence Tomography (OCT) images. These changes in the Retinal Nerve Fibre Layer (RNFL) and the Ganglion Cell Layer - Bruch’s Membrane (GCL-BM) serve as potential computational biomarkers for MS. In this work, we propose a transformer-based graph learning approach for analyzing 3D point clouds generated from RNFL and GCL-BM contours, marking a first in the application of geometric deep learning (GDL) to MS diagnosis via OCT scans. Our proposal, tailored for efficiency, synergizes the global contextual strengths of transformers with the detailed, structure-aware capabilities of graph neural networks. Such integration allows for the nuanced analysis of complex retinal structures, significantly boosting the precision of MS detection by uncovering patterns not discernible to the human eye. Additionally, we conducted a comprehensive study on the optimal downsampling size of input 3D point clouds, ensuring efficient data processing without compromising diagnostic accuracy. Our optimal configuration achieved a test F1-Score of 0.88, using only 4.0% of total 3D points, showcasing the effectiveness of our method despite the higher computational demands compared to less complex, albeit less precise, configurations. These promising results are the first in the study of 3D analysis and transformer-based geometric deep learning for MS screening based on OCT images, which are revolutionizing neurophtalmological research.es_ES
dc.description.sponsorshipFunded by Instituto de Salud Carlos III (ISCIII), Government of Spain, [projects PI17/01726 and PI20/00437]; Inflammatory Disease Network (RICORS) [project RD21/0002/0050]; Ministerio de Ciencia e Innovacion, Government of Spain [ projects PID2019-108435RB-I00, TED2021-131201B-I00, and PDC2022-133132-I00]; Consellería de Educacion, Universidade, e Formación Profesional, Xunta de Galicia, Grupos de Referencia Competitiva, [grant number ED431C 2020/24]. Also supported by the ISCIII under the grant [FORT23/00010] as part of the Programa FORTALECE of Ministerio de Ciencia e Innovacion.es_ES
dc.description.sponsorshipXunta de Galicia; ED431C 2020/24es_ES
dc.identifier.citationL. Álvarez-Rodríguez, I. García Prego, J. de Moura, A. Pueyo, E. Vilades, E. Garcia-Martin, C. I. Sánchez, J. Novo, and M. Ortega, "3D Point Cloud Analysis via Transformer-Based Graph Learning for Multiple Sclerosis Screening in OCT Images", 28th International Conference on Knowledge-Based and Intelligent Information & Engineering Systems (KES 2024), Procedia Computer Science, Vol. 246, 2024, pp. 1080-1089, https://doi.org/10.1016/j.procs.2024.09.527es_ES
dc.identifier.doi10.1016/j.procs.2024.09.527
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/2183/40448
dc.language.isoenges_ES
dc.publisherElsevieres_ES
dc.relation.projectIDinfo:eu-repo/grantAgreement/ISCIII/Plan Estatal de Investigación Científica y Técnica y de Innovación 2017-2020/PI17%2F01726/ES/EVALUACIÓN NEUROOFTALMOLÓGICA COMO BIOMARCADOR DIAGNÓSTICO, EVOLUTIVO Y PRONÓSTICO EN EL CURSO DE LA ESCLEROSIS MÚLTIPLEes_ES
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dc.relation.projectIDinfo:eu-repo/grantAgreement/ISCIII/Plan Estatal de Investigación Científica y Técnica y de Innovación 2021-2023/RD21%2F0002%2F0050/ES/es_ES
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1016/j.procs.2024.09.527es_ES
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 (International) (CC BY-NC-ND )es_ES
dc.rights.accessRightsopen accesses_ES
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/es/*
dc.subjectGeometric deep learninges_ES
dc.subjectVisual transformerses_ES
dc.subjectMedical imaginges_ES
dc.subjectOCTes_ES
dc.subjectMultiple sclerosises_ES
dc.subjectScreeninges_ES
dc.title3D Point Cloud Analysis via Transformer-Based Graph Learning for Multiple Sclerosis Screening in OCT Imageses_ES
dc.typeconference outputes_ES
dspace.entity.typePublication
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