論文の概要: Teaching AI the Anatomy Behind the Scan: Addressing Anatomical Flaws in Medical Image Segmentation with Learnable Prior
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.18878v2
- Date: Mon, 26 Aug 2024 05:54:21 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-08-27 23:56:35.817997
- Title: Teaching AI the Anatomy Behind the Scan: Addressing Anatomical Flaws in Medical Image Segmentation with Learnable Prior
- Title(参考訳): スキャンの背後にある解剖学をAIに教える:医学的画像分割における解剖学的欠陥に先行して
- Authors: Young Seok Jeon, Hongfei Yang, Huazhu Fu, Mengling Feng,
- Abstract要約: 臓器の数、形状、相対的な位置などの重要な解剖学的特徴は、堅牢な多臓器分割モデルの構築に不可欠である。
我々は Anatomy-Informed Network (AIC-Net) と呼ばれる新しいアーキテクチャを導入する。
AIC-Netは、患者固有の解剖学に適応できる「解剖学的事前」と呼ばれる学習可能な入力を組み込んでいる。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 34.54360931760496
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Imposing key anatomical features, such as the number of organs, their shapes and relative positions, is crucial for building a robust multi-organ segmentation model. Current attempts to incorporate anatomical features include broadening the effective receptive field (ERF) size with data-intensive modules, or introducing anatomical constraints that scales poorly to multi-organ segmentation. We introduce a novel architecture called the Anatomy-Informed Cascaded Segmentation Network (AIC-Net). AIC-Net incorporates a learnable input termed "Anatomical Prior", which can be adapted to patient-specific anatomy using a differentiable spatial deformation. The deformed prior later guides decoder layers towards more anatomy-informed predictions. We repeat this process at a local patch level to enhance the representation of intricate objects, resulting in a cascaded network structure. AIC-Net is a general method that enhances any existing segmentation models to be more anatomy-aware. We have validated the performance of AIC-Net, with various backbones, on two multi-organ segmentation tasks: abdominal organs and vertebrae. For each respective task, our benchmarks demonstrate improved dice score and Hausdorff distance.
- Abstract(参考訳): 臓器の数、形状、相対的な位置などの重要な解剖学的特徴を付与することは、堅牢な多臓器セグメンテーションモデルを構築するのに不可欠である。
現在、解剖学的特徴を取り入れようとする試みには、データ集約モジュールによる効果的な受容野(ERF)サイズの拡大や、多臓器セグメンテーションに乏しい解剖学的制約の導入などがある。
本稿では,AIC-Net(Anatomy-Informed Cascaded Segmentation Network)と呼ばれる新しいアーキテクチャを紹介する。
AIC-Netは「解剖学的先行」と呼ばれる学習可能な入力を組み込んでおり、これは患者固有の解剖学に適用することができる。
変形した前者は、デコーダ層をより解剖学的に変形した予測へと導く。
我々は、このプロセスを局所パッチレベルで繰り返し、複雑なオブジェクトの表現を強化し、カスケードされたネットワーク構造をもたらす。
AIC-Netは、既存のセグメンテーションモデルをより解剖学的に認識するように拡張する一般的な方法である。
腹腔内臓器と脊椎の2つの多臓器分割作業において,各種背骨を用いたAIC-Netの有効性を検証した。
それぞれのタスクに対して,我々のベンチマークでは,サイススコアとハウスドルフ距離が改善された。
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