論文の概要: The optimal connection model for blood vessels segmentation and the
MEA-Net
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2306.01808v1
- Date: Fri, 2 Jun 2023 01:52:35 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-06-07 00:11:10.951956
- Title: The optimal connection model for blood vessels segmentation and the
MEA-Net
- Title(参考訳): 血管分割とMEA-Netの最適接続モデル
- Authors: Yuntao Zhu, Yuxuan Qiao, Xiaoping Yang
- Abstract要約: 分割結果の血管中心からトポロジ的特徴を抽出する新しい手法を提案する。
また,血管間の接続順序を決定するために,最小表面に基づく最適接続モデルを構築した。
本手法は3次元マルチクラス血管セグメンテーションタスクにおける最先端性能を実現する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 6.4706713676221685
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Vascular diseases have long been regarded as a significant health concern.
Accurately detecting the location, shape, and afflicted regions of blood
vessels from a diverse range of medical images has proven to be a major
challenge. Obtaining blood vessels that retain their correct topological
structures is currently a crucial research issue. Numerous efforts have sought
to reinforce neural networks' learning of vascular geometric features,
including measures to ensure the correct topological structure of the
segmentation result's vessel centerline. Typically, these methods extract
topological features from the network's segmentation result and then apply
regular constraints to reinforce the accuracy of critical components and the
overall topological structure. However, as blood vessels are three-dimensional
structures, it is essential to achieve complete local vessel segmentation,
which necessitates enhancing the segmentation of vessel boundaries.
Furthermore, current methods are limited to handling 2D blood vessel
fragmentation cases. Our proposed boundary attention module directly extracts
boundary voxels from the network's segmentation result. Additionally, we have
established an optimal connection model based on minimal surfaces to determine
the connection order between blood vessels. Our method achieves
state-of-the-art performance in 3D multi-class vascular segmentation tasks, as
evidenced by the high values of Dice Similarity Coefficient (DSC) and
Normalized Surface Dice (NSD) metrics. Furthermore, our approach improves the
Betti error, LR error, and BR error indicators of vessel richness and
structural integrity by more than 10% compared to other methods, and
effectively addresses vessel fragmentation and yields blood vessels with a more
precise topological structure.
- Abstract(参考訳): 血管疾患は長い間、重要な健康上の懸念とされてきた。
さまざまな医療画像から、血管の位置、形状、苦しむ領域を正確に検出することは、大きな課題であることが証明されている。
正しいトポロジー構造を保持する血管を得ることは、現在重要な研究課題である。
セグメンテーション結果の血管中心線の正しいトポロジー構造を保証する手段を含む、ニューラルネットワークによる血管幾何学的特徴の学習を強化するために多くの努力がなされている。
通常、これらの手法はネットワークのセグメンテーション結果からトポロジ的特徴を抽出し、次に規則的な制約を適用して臨界成分の精度と全体トポロジ的構造を強化する。
しかし,血管は三次元構造であるため,血管境界の分節化の促進を必要とする部分的血管分節化が不可欠である。
さらに、現在の方法は2D血管断片化の処理に限られている。
提案する境界注意モジュールは,ネットワークのセグメンテーション結果から境界ボクセルを直接抽出する。
さらに,血管間の接続順序を決定するために,最小表面に基づく最適接続モデルを構築した。
本手法は,Dice similarity Coefficient (DSC) と Normalized Surface Dice (NSD) の高値が示すように,3次元マルチクラス血管セグメンテーションタスクにおける最先端性能を実現する。
さらに,本手法では, 他の手法と比較して, ベッチ誤差, LR誤差, BR誤差の指標を10%以上改善し, 血管の断片化を効果的に対処し, より正確なトポロジカル構造を持つ血管を得る。
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