論文の概要: Deep-learning Segmentation of Small Volumes in CT images for Radiotherapy Treatment Planning
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.04202v1
- Date: Fri, 5 Apr 2024 16:25:39 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-04-08 15:35:54.856987
- Title: Deep-learning Segmentation of Small Volumes in CT images for Radiotherapy Treatment Planning
- Title(参考訳): 放射線治療計画のためのCT画像中の小容積のディープラーニング分割
- Authors: Jianxin Zhou, Kadishe Fejza, Massimiliano Salvatori, Daniele Della Latta, Gregory M. Hermann, Angela Di Fulvio,
- Abstract要約: 頭頸部領域に20臓器を分節する汎用V-Netモデルを開発した。
この解剖学的領域,すなわち眼球レンズにおける小体積の分画精度を向上させるための戦略を適用した。
その結果, 画像正規化範囲と分類閾値の最適化により, 眼球レンズの約50%のセグメンテーション改善が得られた。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 1.055551340663609
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Our understanding of organs at risk is progressing to include physical small tissues such as coronary arteries and the radiosensitivities of many small organs and tissues are high. Therefore, the accurate segmentation of small volumes in external radiotherapy is crucial to protect them from over-irradiation. Moreover, with the development of the particle therapy and on-board imaging, the treatment becomes more accurate and precise. The purpose of this work is to optimize organ segmentation algorithms for small organs. We used 50 three-dimensional (3-D) computed tomography (CT) head and neck images from StructSeg2019 challenge to develop a general-purpose V-Net model to segment 20 organs in the head and neck region. We applied specific strategies to improve the segmentation accuracy of the small volumes in this anatomical region, i.e., the lens of the eye. Then, we used 17 additional head images from OSF healthcare to validate the robustness of the V Net model optimized for small-volume segmentation. With the study of the StructSeg2019 images, we found that the optimization of the image normalization range and classification threshold yielded a segmentation improvement of the lens of the eye of approximately 50%, compared to the use of the V-Net not optimized for small volumes. We used the optimized model to segment 17 images acquired using heterogeneous protocols. We obtained comparable Dice coefficient values for the clinical and StructSeg2019 images (0.61 plus/minus 0.07 and 0.58 plus/minus 0.10 for the left and right lens of the eye, respectively)
- Abstract(参考訳): 危険臓器に対する我々の理解は、冠動脈などの物理的な小組織を含むように進歩しており、多くの小臓器や組織の放射線感受性が高い。
したがって、放射線治療における小量の正確なセグメンテーションは、過照射から保護するために重要である。
さらに、粒子療法やオンボードイメージングの発展に伴い、治療はより正確かつ正確になる。
本研究の目的は小器官の臓器分割アルゴリズムを最適化することである。
我々はStructSeg2019の3次元CT画像50枚を用いて,頭頸部領域に20の臓器を分割する汎用V-Netモデルを開発した。
この解剖学的領域における小体積のセグメンテーション精度,すなわち眼球レンズのセグメンテーション精度を向上させるための具体的な戦略を適用した。
次に,小容量セグメンテーションに最適化されたVNetモデルのロバスト性を検証するため,OSFの医療用ヘッドイメージを17枚追加した。
StructSeg2019画像を用いて、画像正規化範囲と分類閾値の最適化により、小さなボリュームに最適化されていないV-Netと比較して、眼のレンズのセグメンテーション精度が約50%向上することを発見した。
我々は、最適化されたモデルを用いて、異種プロトコルを用いて取得した17の画像をセグメント化した。
0.61+/minus 0.07/minus 0.58+/minus 0.10)とStructSeg2019画像に対して比較したDice係数値を得た。
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