論文の概要: Deep Learning-based Segmentation of Cerebral Aneurysms in 3D TOF-MRA
using Coarse-to-Fine Framework
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2110.13432v1
- Date: Tue, 26 Oct 2021 06:25:43 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2021-10-28 03:56:44.103001
- Title: Deep Learning-based Segmentation of Cerebral Aneurysms in 3D TOF-MRA
using Coarse-to-Fine Framework
- Title(参考訳): 3次元TOF-MRAにおける大脳動脈瘤の深い学習に基づく分節
- Authors: Meng Chen, Chen Geng, Dongdong Wang, Jiajun Zhang, Ruoyu Di, Fengmei
Li, Zhiyong Zhou, Sirong Piao, Yuxin Li, Yaikang Dai
- Abstract要約: TOF-MRAモダリティを持つDLMをベースとした既存の自動セグメンテーション法では,エッジボクセルのセグメンテーションがうまく行えなかった。
DLMによる3次元TOF-MRAにおける脳動脈瘤のより正確な分節化の実現が目的である。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 18.163078387272925
- License: http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/
- Abstract: BACKGROUND AND PURPOSE: Cerebral aneurysm is one of the most common
cerebrovascular diseases, and SAH caused by its rupture has a very high
mortality and disability rate. Existing automatic segmentation methods based on
DLMs with TOF-MRA modality could not segment edge voxels very well, so that our
goal is to realize more accurate segmentation of cerebral aneurysms in 3D
TOF-MRA with the help of DLMs. MATERIALS AND METHODS: In this research, we
proposed an automatic segmentation framework of cerebral aneurysm in 3D
TOF-MRA. The framework was composed of two segmentation networks ranging from
coarse to fine. The coarse segmentation network, namely DeepMedic, completed
the coarse segmentation of cerebral aneurysms, and the processed results were
fed into the fine segmentation network, namely dual-channel SE_3D U-Net trained
with weighted loss function, for fine segmentation. Images from ADAM2020
(n=113) were used for training and validation and images from another center
(n=45) were used for testing. The segmentation metrics we used include DSC, HD,
and VS. RESULTS: The trained cerebral aneurysm segmentation model achieved DSC
of 0.75, HD of 1.52, and VS of 0.91 on validation cohort. On the totally
independent test cohort, our method achieved the highest DSC of 0.12, the
lowest HD of 11.61, and the highest VS of 0.16 in comparison with
state-of-the-art segmentation networks. CONCLUSIONS: The coarse-to-fine
framework, which composed of DeepMedic and dual-channel SE_3D U-Net can segment
cerebral aneurysms in 3D TOF-MRA with a superior accuracy.
- Abstract(参考訳): BACKGROUND and PURPOSE:脳動脈瘤は最も一般的な脳血管疾患の1つであり、その破裂によるSAHは極めて高い死亡率と障害率を有する。
既存のTOF-MRAモダリティを用いたDLMを用いた自動分節法では, エッジボクセルの分節化がうまく行えないため, DLMの助けを借りて, 3次元TOF-MRAにおける脳動脈瘤のより正確な分節化を実現することが目的である。
材料と方法:本研究では3DTOF-MRAにおける脳動脈瘤の自動分画フレームワークを提案する。
このフレームワークは粗いものから細かいものまで2つのセグメンテーションネットワークで構成されていた。
粗いセグメンテーションネットワーク、すなわちDeepMedicは、大脳動脈瘤の粗いセグメンテーションを完了し、処理結果を微細セグメンテーションネットワーク、すなわち、重み付き損失関数で訓練された2チャネルSE_3D U-Netに供給した。
ADAM2020(n=113)の画像はトレーニングと検証に使われ、別のセンター(n=45)の画像はテストに使用された。
DSC、HD、VS. RESULTS:訓練された脳動脈瘤セグメンテーションモデルは、DSC 0.75、HD 1.52、VS 0.91、バリデーションコホートで達成された。
完全独立テストコホートでは,最高dscが0.12,最低hdが11.61,最高vsが0.16であった。
ConCLUSIONS: DeepMedicとデュアルチャネルSE_3D U-Netから構成される粗粒間フレームワークは、3D TOF-MRAでより精度良く脳動脈瘤を分断することができる。
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