Predicting future structural MRI of a brain is challenging because longitudinal changes are often subtle and confined to specific anatomical regions, while most subject-specific brain structure remains stable over time. An effective model should therefore preserve global brain structural consistency while remaining sensitive to fine-grained disease progression. Existing latent-space-based methods improve computational efficiency, but suffer from information loss during their compression-reconstruction procedure. In contrast, direct voxel-space methods avoid latent reconstruction but commonly use a unified prediction pathway to model brain structure and progression-related changes. Subtle local changes may therefore be overshadowed by the dominant stable brain structure. To address these challenges, we propose ProgFormer, a hierarchical voxel-space Diffusion Transformer for longitudinal brain MRI prediction. ProgFormer uses a coarse pathway to perform the primary volumetric prediction from 3D patch tokens. This pathway models overall brain structure and longitudinal context. The fine pathway then uses the coarse representations as spatio-temporal grounding for voxel-level refinement within individual patches. The two pathways jointly estimate a velocity field directly in voxel space through conditional flow matching, enabling end-to-end prediction without a separately learned image autoencoder. The predicted future scan is then generated from Gaussian noise by integrating the estimated velocity field over a sequence of Euler steps. Extensive experimental results on three widely used benchmarks, ADNI, AIBL, and OASIS, under both pairwise and trajectory settings demonstrate favourable performance compared against several state-of-the-art methods.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

【ICML2024】揭示Graph Transformers 中的过全局化问题
专知会员服务
21+阅读 · 2024年5月27日
IJCAI 2022 | 端到端的几何transformer:用于分子属性预测
专知会员服务
13+阅读 · 2022年12月26日
【CVPR2022】基于粗-精视觉Transformer的仿射医学图像配准
专知会员服务
36+阅读 · 2022年4月2日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
从头开始了解Transformer
AI科技评论
25+阅读 · 2019年8月28日
灾难性遗忘问题新视角:迁移-干扰平衡
CreateAMind
17+阅读 · 2019年7月6日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
论文浅尝 | Improved Neural Relation Detection for KBQA
开放知识图谱
13+阅读 · 2018年1月21日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
《衡量语言模型中的作战规划能力》
专知会员服务
4+阅读 · 10月20日
Maven智能系统:帕兰提尔军事人工智能平台详解
专知会员服务
5+阅读 · 10月20日
《测试自动化框架在敏捷软件开发中的角色》
专知会员服务
3+阅读 · 10月20日
俄罗斯如何拦截乌克兰无人机与巡航导弹
专知会员服务
9+阅读 · 10月15日
《武器-目标分配问题:精确与近似求解算法》
专知会员服务
14+阅读 · 10月15日
综述|谁来改进机器人?迈向物理递归自我改进
专知会员服务
11+阅读 · 10月14日
软件定义无人机蜂群给防空带来全新压力
专知会员服务
10+阅读 · 10月13日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员