論文の概要: SLoRD: Structural Low-Rank Descriptors for Shape Consistency in Vertebrae Segmentation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.08555v3
- Date: Wed, 28 May 2025 10:14:35 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-05-29 17:35:49.998245
- Title: SLoRD: Structural Low-Rank Descriptors for Shape Consistency in Vertebrae Segmentation
- Title(参考訳): SLoRD:Vertebrae Segmentationにおける形状整合性のための構造的低ランク記述子
- Authors: Xin You, Yixin Lou, Minghui Zhang, Jie Yang, Yun Gu,
- Abstract要約: 各種臨床応用にはCT像からの多型椎骨切開が重要である。
既存の単段法と多段法は、不正確な脊椎の分節に悩まされている。
形状整合性のための構造的低ランク記述子に基づく輪郭生成ネットワークを提案する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 12.964962611736443
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Automatic and precise multi-class vertebrae segmentation from CT images is crucial for various clinical applications. However, due to similar appearances between adjacent vertebrae and the existence of various pathologies, existing single-stage and multi-stage methods suffer from imprecise vertebrae segmentation. Essentially, these methods fail to explicitly impose both contour precision and intra-vertebrae voxel consistency constraints synchronously, resulting in the intra-vertebrae segmentation inconsistency, which refers to multiple label predictions inside a singular vertebra. In this work, we intend to label complete binary masks with sequential indices to address that challenge. Specifically, a contour generation network is proposed based on Structural Low-Rank Descriptors for shape consistency, termed SLoRD. For a structural representation of vertebral contours, we adopt the spherical coordinate system and devise the spherical centroid to calculate contour descriptors. Due to vertebrae's similar appearances, basic contour descriptors can be acquired offline to restore original contours. Therefore, SLoRD leverages these contour priors and explicit shape constraints to facilitate regressed contour points close to vertebral surfaces. Quantitative and qualitative evaluations on VerSe 2019 and 2020 demonstrate the superior performance of our framework over other single-stage and multi-stage state-of-the-art (SOTA) methods. Further, SLoRD is a plug-and-play framework to refine the segmentation inconsistency existing in coarse predictions from other approaches. Source codes are available.
- Abstract(参考訳): 様々な臨床応用において,CT画像からの自動的,高精度な椎骨分割が重要である。
しかし、隣接する椎骨間の類似の出現と様々な病理の存在により、既存の単段法と多段法は不正確な椎骨分割に悩まされている。
基本的に、これらの手法は輪郭精度と椎骨内ボクセル一貫性の制約を同期的に課すことができず、その結果、椎骨内の複数のラベル予測に言及する椎骨内セグメンテーションの不整合が生じる。
本研究では,この課題に対処するために,逐次指標付き完全二項マスクをラベル付けする。
具体的には、SLoRDと呼ばれる形状整合性のための構造的低ランク記述子に基づく輪郭生成ネットワークを提案する。
脊椎輪郭の構造的表現として,球面座標系を採用し,球面中心波を考案して輪郭記述子を計算する。
椎骨の類似した外観のため、基本的な輪郭記述子をオフラインで取得して元の輪郭を復元することができる。
したがって、SLoRDはこれらの輪郭先行と明示的な形状制約を利用して、脊椎表面に近い回帰輪郭点を促進する。
VerSe 2019と2020の定量的および定性的な評価は、他の単一ステージおよび多ステージのSOTA(State-of-the-art)メソッドよりも優れたパフォーマンスを示している。
さらに、SLoRDは、他のアプローチからの粗い予測に存在するセグメンテーションの不整合を洗練するためのプラグアンドプレイフレームワークである。
ソースコードは利用可能である。
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