Fugu-MT 論文翻訳(概要): SymTC: A Symbiotic Transformer-CNN Net for Instance Segmentation of Lumbar Spine MRI

論文の概要: SymTC: A Symbiotic Transformer-CNN Net for Instance Segmentation of Lumbar Spine MRI

arxiv url: http://arxiv.org/abs/2401.09627v1
Date: Wed, 17 Jan 2024 22:34:20 GMT
ステータス: 処理完了
システム内更新日: 2024-01-19 18:20:16.043536
Title: SymTC: A Symbiotic Transformer-CNN Net for Instance Segmentation of Lumbar Spine MRI
Title（参考訳）: SymTC : 腰部MRIのインスタンス分割のための共生トランスフォーマー-CNNネット
Authors: Jiasong Chen, Linchen Qian, Linhai Ma, Timur Urakov, Weiyong Gu, Liang Liang
Abstract要約: 椎間板疾患 (intervertebral disc disease) は、しばしば間欠的または持続的な腰痛を引き起こす。ディープニューラルネットワーク(DNN)モデルは、個々のインスタンスのより効率的なイメージセグメンテーションで臨床医を支援する。本稿では,Transformer と CNN の強みを組み合わせた,革新的な腰椎MR画像分割モデルである SymTC を提案する。
参考スコア（独自算出の注目度）: 1.509946516056912
License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
Abstract: Intervertebral disc disease, a prevalent ailment, frequently leads to intermittent or persistent low back pain, and diagnosing and assessing of this disease rely on accurate measurement of vertebral bone and intervertebral disc geometries from lumbar MR images. Deep neural network (DNN) models may assist clinicians with more efficient image segmentation of individual instances (disks and vertebrae) of the lumbar spine in an automated way, which is termed as instance image segmentation. In this work, we proposed SymTC, an innovative lumbar spine MR image segmentation model that combines the strengths of Transformer and Convolutional Neural Network (CNN). Specifically, we designed a parallel dual-path architecture to merge CNN layers and Transformer layers, and we integrated a novel position embedding into the self-attention module of Transformer, enhancing the utilization of positional information for more accurate segmentation. To further improves model performance, we introduced a new data augmentation technique to create synthetic yet realistic MR image dataset, named SSMSpine, which is made publicly available. We evaluated our SymTC and the other 15 existing image segmentation models on our private in-house dataset and the public SSMSpine dataset, using two metrics, Dice Similarity Coefficient and 95% Hausdorff Distance. The results show that our SymTC has the best performance for segmenting vertebral bones and intervertebral discs in lumbar spine MR images. The SymTC code and SSMSpine dataset are available at https://github.com/jiasongchen/SymTC.
Abstract（参考訳）: 椎間板疾患は一般的な疾患であり、しばしば間欠的または持続的な腰痛につながり、この疾患の診断と評価は腰椎mri画像から椎間板と椎間板の正確な測定に依存している。ディープニューラルネットワーク(DNN)モデルは、腰椎の個々のインスタンス(ディスクと脊椎)のより効率的なイメージセグメンテーションを自動化された方法で臨床医を支援する。本研究では,トランスフォーマーと畳み込みニューラルネットワーク(CNN)の強みを組み合わせた,革新的な腰椎MR画像分割モデルであるSymTCを提案する。具体的には、cnn層とtransformer層をマージする並列なデュアルパスアーキテクチャを設計し、トランスのセルフアテンションモジュールに新しい位置埋め込みを組み込むことにより、より正確なセグメンテーションのための位置情報の利用を強化した。モデル性能をさらに向上させるため,ssmspineと呼ばれる合成的で現実的なmr画像データセットを作成するための新しいデータ拡張技術を導入した。 ssmspineデータセットとプライベートデータセットのsymtcおよび既存の15のイメージセグメンテーションモデルを,dice類似度係数と95%ハウスドルフ距離の2つの指標を用いて評価した。その結果,SymTCは腰椎MRI画像における椎骨と椎間板のセグメンテーションに最適であることが示唆された。 SymTCコードとSSMSpineデータセットはhttps://github.com/jiasongchen/SymTCで公開されている。

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