Generative modeling has experienced substantial progress in recent years, particularly in text-to-image and text-to-video synthesis. However, the medical field has not yet fully exploited the potential of large-scale foundational models for synthetic data generation. In this paper, we introduce GenerateCT, the first method for text-conditional computed tomography (CT) generation, addressing the limitations in 3D medical imaging research and making our entire framework open-source. GenerateCT consists of a pre-trained large language model, a transformer-based text-conditional 3D chest CT generation architecture, and a text-conditional spatial super-resolution diffusion model. We also propose CT-ViT, which efficiently compresses CT volumes while preserving auto-regressiveness in-depth, enabling the generation of 3D CT volumes with variable numbers of axial slices. Our experiments demonstrate that GenerateCT can produce realistic, high-resolution, and high-fidelity 3D chest CT volumes consistent with medical language text prompts. We further investigate the potential of GenerateCT by training a model using generated CT volumes for multi-abnormality classification of chest CT volumes. Our contributions provide a valuable foundation for future research in text-conditional 3D medical image generation and have the potential to accelerate advancements in medical imaging research. Our code, pre-trained models, and generated data are available at https://github.com/ibrahimethemhamamci/GenerateCT.


翻译:生成建模近年来取得了显著进展,特别是在文本到图像和文本到视频合成领域。然而,医学领域尚未充分利用大规模基础模型在合成数据生成方面的潜力。本文提出GenerateCT,这是首个面向文本条件计算机断层扫描(CT)生成的方法,旨在解决3D医学影像研究的局限性,并将整个框架开源。GenerateCT由预训练大语言模型、基于Transformer的文本条件3D胸部CT生成架构以及文本条件空间超分辨率扩散模型组成。我们还提出了CT-ViT,它能够高效压缩CT体数据的同时保持深层自回归特性,从而生成具有可变轴向切片数量的3D CT体数据。实验表明,GenerateCT能够生成与医学语言文本提示一致的逼真、高分辨率、高保真度的3D胸部CT体数据。我们进一步探索了GenerateCT的潜力,通过使用生成的CT体数据训练模型进行胸部CT体数据的多异常分类。我们的贡献为文本条件3D医学图像生成的未来研究提供了宝贵基础,并有可能加速医学影像研究的进展。本研究的代码、预训练模型及生成数据可在 https://github.com/ibrahimethemhamamci/GenerateCT 获取。

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