論文の概要: DIAS: A Dataset and Benchmark for Intracranial Artery Segmentation in DSA sequences
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2306.12153v4
- Date: Thu, 13 Jun 2024 14:16:10 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-06-15 02:29:06.773932
- Title: DIAS: A Dataset and Benchmark for Intracranial Artery Segmentation in DSA sequences
- Title(参考訳): DIAS: DSAシークエンスにおける頭蓋内動脈セグメンテーションのためのデータセットとベンチマーク
- Authors: Wentao Liu, Tong Tian, Lemeng Wang, Weijin Xu, Lei Li, Haoyuan Li, Wenyi Zhao, Siyu Tian, Xipeng Pan, Huihua Yang, Feng Gao, Yiming Deng, Xin Yang, Ruisheng Su,
- Abstract要約: 血管形態の定量化にはDSA(Digital Subtraction Angiography)の頭蓋内動脈(IA)が重要である。
現在の研究は、主にプロプライエタリデータセットを使用した単一フレームDSAのセグメンテーションに焦点を当てている。
DSAシークエンスにおけるIAセグメンテーションのためのデータセットであるDIASを紹介する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 19.61593883367223
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The automated segmentation of Intracranial Arteries (IA) in Digital Subtraction Angiography (DSA) plays a crucial role in the quantification of vascular morphology, significantly contributing to computer-assisted stroke research and clinical practice. Current research primarily focuses on the segmentation of single-frame DSA using proprietary datasets. However, these methods face challenges due to the inherent limitation of single-frame DSA, which only partially displays vascular contrast, thereby hindering accurate vascular structure representation. In this work, we introduce DIAS, a dataset specifically developed for IA segmentation in DSA sequences. We establish a comprehensive benchmark for evaluating DIAS, covering full, weak, and semi-supervised segmentation methods. Specifically, we propose the vessel sequence segmentation network, in which the sequence feature extraction module effectively captures spatiotemporal representations of intravascular contrast, achieving intracranial artery segmentation in 2D+Time DSA sequences. For weakly-supervised IA segmentation, we propose a novel scribble learning-based image segmentation framework, which, under the guidance of scribble labels, employs cross pseudo-supervision and consistency regularization to improve the performance of the segmentation network. Furthermore, we introduce the random patch-based self-training framework, aimed at alleviating the performance constraints encountered in IA segmentation due to the limited availability of annotated DSA data. Our extensive experiments on the DIAS dataset demonstrate the effectiveness of these methods as potential baselines for future research and clinical applications. The dataset and code are publicly available at https://doi.org/10.5281/zenodo.11396520 and https://github.com/lseventeen/DIAS.
- Abstract(参考訳): DSA(Digital Subtraction Angiography)における頭蓋内動脈の自動分節は血管形態の定量化において重要な役割を担い、コンピュータ支援脳卒中研究や臨床実践に大きく貢献する。
現在の研究は、主にプロプライエタリデータセットを使用した単一フレームDSAのセグメンテーションに焦点を当てている。
しかし、これらの手法は、一部の血管コントラストしか表示しない単一フレームのDSAに固有の制限があり、正確な血管構造の表現を妨げているため、課題に直面している。
本研究では,DSAシークエンスにおけるIAセグメンテーションのためのデータセットであるDIASを紹介する。
完全,弱,半教師付きセグメンテーション手法を網羅し,DIASを評価するための総合ベンチマークを構築した。
具体的には, 血管内コントラストの時空間的表現を効果的に捉え, 2D+Time DSA配列で頭蓋内動脈分節を達成できる血管配列分節ネットワークを提案する。
弱教師付きIAセグメンテーションのために,スクリブルラベルの指導のもと,クロス擬似スーパービジョンと整合性正規化を採用し,セグメンテーションネットワークの性能を向上させる新しいスクリブル学習ベース画像セグメンテーションフレームワークを提案する。
さらに、アノテートDSAデータの可用性が制限されているため、IAセグメンテーションで発生するパフォーマンス制約を軽減することを目的とした、ランダムパッチベースのセルフトレーニングフレームワークを導入する。
DIASデータセットに関する広範な実験は、これらの手法が今後の研究および臨床応用の基盤となる可能性を示すものである。
データセットとコードはhttps://doi.org/10.5281/zenodo.11396520とhttps://github.com/lseventeen/DIASで公開されている。
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