論文の概要: RetiFluidNet: A Self-Adaptive and Multi-Attention Deep Convolutional Network for Retinal OCT Fluid Segmentation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2209.12468v1
• Date: Mon, 26 Sep 2022 07:18:00 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2022-09-27 17:45:43.265305
• Title: RetiFluidNet: A Self-Adaptive and Multi-Attention Deep Convolutional Network for Retinal OCT Fluid Segmentation
• Title（参考訳）: RetiFluidNet:網膜CT流体セグメンテーションのための自己適応型マルチアタッチメント深部畳み込みネットワーク
• Authors: Reza Rasti, Armin Biglari, Mohammad Rezapourian, Ziyun Yang, Sina Farsiu
• Abstract要約: OCTガイド下治療には網膜液の定量化が必要である。 RetiFluidNetと呼ばれる新しい畳み込みニューラルアーキテクチャは、多クラス網膜流体セグメンテーションのために提案されている。 モデルは、テクスチャ、コンテキスト、エッジといった特徴の階層的な表現学習の恩恵を受ける。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.57686754209902
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/
• Abstract: Optical coherence tomography (OCT) helps ophthalmologists assess macular edema, accumulation of fluids, and lesions at microscopic resolution. Quantification of retinal fluids is necessary for OCT-guided treatment management, which relies on a precise image segmentation step. As manual analysis of retinal fluids is a time-consuming, subjective, and error-prone task, there is increasing demand for fast and robust automatic solutions. In this study, a new convolutional neural architecture named RetiFluidNet is proposed for multi-class retinal fluid segmentation. The model benefits from hierarchical representation learning of textural, contextual, and edge features using a new self-adaptive dual-attention (SDA) module, multiple self-adaptive attention-based skip connections (SASC), and a novel multi-scale deep self supervision learning (DSL) scheme. The attention mechanism in the proposed SDA module enables the model to automatically extract deformation-aware representations at different levels, and the introduced SASC paths further consider spatial-channel interdependencies for concatenation of counterpart encoder and decoder units, which improve representational capability. RetiFluidNet is also optimized using a joint loss function comprising a weighted version of dice overlap and edge-preserved connectivity-based losses, where several hierarchical stages of multi-scale local losses are integrated into the optimization process. The model is validated based on three publicly available datasets: RETOUCH, OPTIMA, and DUKE, with comparisons against several baselines. Experimental results on the datasets prove the effectiveness of the proposed model in retinal OCT fluid segmentation and reveal that the suggested method is more effective than existing state-of-the-art fluid segmentation algorithms in adapting to retinal OCT scans recorded by various image scanning instruments.
• Abstract（参考訳）: 光コヒーレンストモグラフィ(OCT)は、眼科医が黄斑浮腫、液体の蓄積、病変を顕微鏡で評価するのに役立つ。 網膜液の定量化は、正確な画像セグメンテーションステップに依存するOCT誘導治療管理に必要である。 網膜液の手動分析は時間を要する作業であり、主観的であり、エラーを起こしやすいため、高速で堅牢な自動ソリューションの需要が高まっている。 本研究では,マルチクラス網膜液分画にRetiFluidNetという新しい畳み込みニューラルアーキテクチャを提案する。 このモデルは、新しい自己適応型デュアルアテンション(SDA)モジュール、複数自己適応型アテンションベースのスキップ接続(SASC)、新しい多スケール深層自己監督学習(DSL)スキームを用いて、テクスチャ、コンテキスト、エッジ特徴の階層的表現学習の恩恵を受ける。 提案するSDAモジュールのアテンション機構により,異なるレベルの変形認識表現を自動的に抽出し,提案したSASCパスは,対応するエンコーダとデコーダユニットを結合する空間チャネルの相互依存性をさらに考慮し,表現能力を向上させる。 RetiFluidNetはまた、ダイスオーバーラップの重み付けバージョンとエッジ保存接続に基づく損失を含む共同損失関数を用いて最適化され、複数の階層的な局所損失を最適化プロセスに統合する。 このモデルは、RETOUCH、OPTIMA、DUKEの3つの公開データセットに基づいて検証され、いくつかのベースラインと比較される。 実験結果から, 提案手法は, 種々の画像走査装置で記録された網膜CTスキャンに適応する上で, 既存の最先端の流体分割アルゴリズムよりも有効であることが判明した。

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