大型策划数据集是必要的，但是注释医学图像是一个耗时，费力且昂贵的过程。因此，最近的监督方法着重于利用大量未标记的数据。但是，这样做是一项具有挑战性的任务。为了解决这个问题，我们提出了一种新的3D Cross伪监督（3D-CPS）方法，这是一种基于NNU-NET的半监督网络体系结构，采用交叉伪监督方法。我们设计了一种新的基于NNU-NET的预处理方法，并在推理阶段采用强制间距设置策略来加快推理时间。此外，我们将半监督的损耗重量设置为与每个时期的线性扩展，以防止在早期训练过程中模型从低质量的伪标签中。我们提出的方法在MICCAI Flare2022验证集（20例）上，平均骰子相似系数（DSC）为0.881，平均归一化表面距离（NSD）为0.913。

For more clinical applications of deep learning models for medical image segmentation, high demands on labeled data and computational resources must be addressed. This study proposes a coarse-to-fine framework with two teacher models and a student model that combines knowledge distillation and cross teaching, a consistency regularization based on pseudo-labels, for efficient semi-supervised learning. The proposed method is demonstrated on the abdominal multi-organ segmentation task in CT images under the MICCAI FLARE 2022 challenge, with mean Dice scores of 0.8429 and 0.8520 in the validation and test sets, respectively.

腹部器官分割具有许多重要的临床应用，例如器官定量，手术计划和疾病诊断。但是，从CT扫描中手动注释器官是耗时且劳动密集型的。半监督的学习表明，通过从大量未标记的图像和有限的标签样本中学习来减轻这一挑战的潜力。在这项工作中，我们遵循自我训练策略，并使用CNN和Transformer使用混合体系结构（PHTRAN），以生成精确的伪标签。之后，我们将标签数据一起介绍给具有轻量级PHTRAN的两阶段分割框架，以提高模型的性能和概括能力，同时保持效率。 Flare2022验证集的实验表明，我们的方法可实现出色的分割性能以及快速和低资源模型的推断。平均DSC和HSD分别为0.8956和0.9316。在我们的开发环境下，平均推理时间为18.62 s，平均最大GPU存储器为1995.04 MB，GPU内存时间曲线下的面积和CPU利用时间曲线下的平均面积为23196.84和319.67。

腹部多器官的手动基础真理是劳动密集型的。为了充分利用CT数据，我们开发了基于半监督的双光线UNET。在训练阶段，它由两个光UNET组成，它们通过使用一致的学习来完全使用标签和未标记的数据。此外，引入了可分离的卷积和剩余串联，以降低计算成本。此外，应用了强大的分割损失以提高性能。在推理阶段，仅使用光线UNET，需要低时间成本和更少的GPU存储器利用率。验证集中该方法的平均DSC为0.8718。该代码可在https://github.com/laihaoran/semi-supervisennunet中找到。

医学图像分割是许多临床方法的基本和关键步骤。半监督学习已被广​​泛应用于医学图像分割任务，因为它减轻了收购专家审查的注释的沉重负担，并利用了更容易获得的未标记数据的优势。虽然已被证明是通过实施不同分布下的预测的不变性的一致性学习，但现有方法无法充分利用来自未标记数据的区域级形状约束和边界级距离信息。在本文中，我们提出了一种新颖的不确定性引导的相互一致学习框架，通过将任务中的一致性学习与自组合和交叉任务一致性学习从任务级正则化的最新预测集成了任务内的一致性学习，从而有效地利用了未标记的数据利用几何形状信息。该框架是由模型的估计分割不确定性指导，以便为一致性学习选择相对某些预测，以便有效地利用来自未标记数据的更可靠的信息。我们在两个公开的基准数据集中广泛地验证了我们提出的方法：左心房分割（LA）数据集和大脑肿瘤分割（BRATS）数据集。实验结果表明，我们的方法通过利用未标记的数据和优于现有的半监督分段方法来实现性能增益。

半监督学习在医疗领域取得了重大进展，因为它减轻了收集丰富的像素的沉重负担，用于针对语义分割任务。现有的半监督方法增强了利用从有限标记数据获得的现有知识从未标记数据提取功能的能力。然而，由于标记数据的稀缺性，模型提取的特征在监督学习中受到限制，并且对未标记数据的预测质量也无法保证。两者都将妨碍一致培训。为此，我们提出了一种新颖的不确定性感知计划，以使模型自动学习地区。具体而言，我们采用Monte Carlo采样作为获得不确定性地图的估计方法，该方法可以作为损失损失的重量，以强制根据监督学习和无监督学习的特征将模型专注于有价值的区域。同时，在后退过程中，我们通过增强不同任务之间的梯度流动，联合无监督和监督损失来加速网络的融合。定量地，我们对三个挑战的医疗数据集进行了广泛的实验。实验结果表明，最先进的对应物的理想改善。

在许多图像引导的临床方法中，医学图像分割是一个基本和关键的步骤。基于深度学习的细分方法的最新成功通常取决于大量标记的数据，这特别困难且昂贵，尤其是在医学成像领域中，只有专家才能提供可靠和准确的注释。半监督学习已成为一种吸引人的策略，并广泛应用于医学图像分割任务，以训练注释有限的深层模型。在本文中，我们对最近提议的半监督学习方法进行了全面综述，并总结了技术新颖性和经验结果。此外，我们分析和讨论现有方法的局限性和几个未解决的问题。我们希望这篇评论可以激发研究界探索解决这一挑战的解决方案，并进一步促进医学图像细分领域的发展。

在本文中，我们提出了一个新型的相互一致性网络（MC-NET+），以有效利用未标记的数据进行半监督的医学图像分割。 MC-NET+模型的动机是通过观察到的，即经过有限注释训练的深模型很容易输出不确定的，易于分类的预测，例如模棱两可的区域（例如，粘合边缘或薄分支）进行医学图像分割。利用这些具有挑战性的样品可以使半监督分割模型训练更有效。因此，我们提出的MC-NET+模型由两个新设计组成。首先，该模型包含一个共享的编码器和多个略有不同的解码器（即使用不同的上采样策略）。计算多个解码器输出的统计差异以表示模型的不确定性，这表明未标记的硬区域。其次，我们在一个解码器的概率输出和其他解码器的软伪标签之间应用了一种新颖的相互一致性约束。通过这种方式，我们最大程度地减少了训练过程中多个输出（即模型不确定性）的差异，并迫使模型在此类具有挑战性的区域中产生不变的结果，旨在使模型训练正规化。我们将MC-NET+模型的细分结果与三个公共医疗数据集中的五种最先进的半监督方法进行了比较。具有两个标准半监督设置的扩展实验证明了我们模型的优越性能，而不是其他方法，这为半监督医学图像分割设定了新的最新技术。我们的代码将在https://github.com/ycwu1997/mc-net上公开发布。

最近，利用卷积神经网络（CNNS）和变压器的深度学习表明，令人鼓舞的医学图像细分导致结果。但是，他们仍然具有挑战性，以实现有限的培训的良好表现。在这项工作中，我们通过在CNN和变压器之间引入交叉教学，为半监控医学图像分割提供了一个非常简单但有效的框架。具体而言，我们简化了从一致性正则化的经典深度共同训练交叉教学，其中网络的预测用作伪标签，直接端到端监督其他网络。考虑到CNN和变压器之间的学习范例的差异，我们在CNN和变压器之间引入了交叉教学，而不是使用CNNS。在公共基准测试中的实验表明，我们的方法优于八个现有的半监督学习方法，只需更简单的框架。值得注意的是，这项工作可能是第一次尝试将CNN和变压器组合以进行半监督的医学图像分割，并在公共基准上实现有前途的结果。该代码将发布：https://github.com/hilab-git/sl4mis。

Automated detecting lung infections from computed tomography (CT) data plays an important role for combating COVID-19. However, there are still some challenges for developing AI system. 1) Most current COVID-19 infection segmentation methods mainly relied on 2D CT images, which lack 3D sequential constraint. 2) Existing 3D CT segmentation methods focus on single-scale representations, which do not achieve the multiple level receptive field sizes on 3D volume. 3) The emergent breaking out of COVID-19 makes it hard to annotate sufficient CT volumes for training deep model. To address these issues, we first build a multiple dimensional-attention convolutional neural network (MDA-CNN) to aggregate multi-scale information along different dimension of input feature maps and impose supervision on multiple predictions from different CNN layers. Second, we assign this MDA-CNN as a basic network into a novel dual multi-scale mean teacher network (DM${^2}$T-Net) for semi-supervised COVID-19 lung infection segmentation on CT volumes by leveraging unlabeled data and exploring the multi-scale information. Our DM${^2}$T-Net encourages multiple predictions at different CNN layers from the student and teacher networks to be consistent for computing a multi-scale consistency loss on unlabeled data, which is then added to the supervised loss on the labeled data from multiple predictions of MDA-CNN. Third, we collect two COVID-19 segmentation datasets to evaluate our method. The experimental results show that our network consistently outperforms the compared state-of-the-art methods.

Training deep convolutional neural networks usually requires a large amount of labeled data. However, it is expensive and timeconsuming to annotate data for medical image segmentation tasks. In this paper, we present a novel uncertainty-aware semi-supervised framework for left atrium segmentation from 3D MR images. Our framework can effectively leverage the unlabeled data by encouraging consistent predictions of the same input under different perturbations. Concretely, the framework consists of a student model and a teacher model, and the student model learns from the teacher model by minimizing a segmentation loss and a consistency loss with respect to the targets of the teacher model. We design a novel uncertainty-aware scheme to enable the student model to gradually learn from the meaningful and reliable targets by exploiting the uncertainty information. Experiments show that our method achieves high performance gains by incorporating the unlabeled data. Our method outperforms the state-of-the-art semi-supervised methods, demonstrating the potential of our framework for the challenging semi-supervised problems 3 .

基于深度学习的半监督学习（SSL）方法在医学图像细分中实现了强大的性能，可以通过使用大量未标记的数据来减轻医生昂贵的注释。与大多数现有的半监督学习方法不同，基于对抗性训练的方法通过学习分割图的数据分布来区分样本与不同来源，导致细分器生成更准确的预测。我们认为，此类方法的当前绩效限制是特征提取和学习偏好的问题。在本文中，我们提出了一种新的半监督的对抗方法，称为贴片置信疗法训练（PCA），用于医疗图像分割。我们提出的歧视器不是单个标量分类结果或像素级置信度图，而是创建贴片置信图，并根据斑块的规模进行分类。未标记数据的预测学习了每个贴片中的像素结构和上下文信息，以获得足够的梯度反馈，这有助于歧视器以融合到最佳状态，并改善半监督的分段性能。此外，在歧视者的输入中，我们补充了图像上的语义信息约束，使得未标记的数据更简单，以适合预期的数据分布。关于自动心脏诊断挑战（ACDC）2017数据集和脑肿瘤分割（BRATS）2019挑战数据集的广泛实验表明，我们的方法优于最先进的半监督方法，这证明了其对医疗图像分割的有效性。

We propose a novel teacher-student model for semi-supervised multi-organ segmentation. In teacher-student model, data augmentation is usually adopted on unlabeled data to regularize the consistent training between teacher and student. We start from a key perspective that fixed relative locations and variable sizes of different organs can provide distribution information where a multi-organ CT scan is drawn. Thus, we treat the prior anatomy as a strong tool to guide the data augmentation and reduce the mismatch between labeled and unlabeled images for semi-supervised learning. More specifically, we propose a data augmentation strategy based on partition-and-recovery N$^3$ cubes cross- and within- labeled and unlabeled images. Our strategy encourages unlabeled images to learn organ semantics in relative locations from the labeled images (cross-branch) and enhances the learning ability for small organs (within-branch). For within-branch, we further propose to refine the quality of pseudo labels by blending the learned representations from small cubes to incorporate local attributes. Our method is termed as MagicNet, since it treats the CT volume as a magic-cube and $N^3$-cube partition-and-recovery process matches with the rule of playing a magic-cube. Extensive experiments on two public CT multi-organ datasets demonstrate the effectiveness of MagicNet, and noticeably outperforms state-of-the-art semi-supervised medical image segmentation approaches, with +7% DSC improvement on MACT dataset with 10% labeled images.

背景和目标：现有的医学图像分割的深度学习平台主要集中于完全监督的细分，该分段假设可以使用充分而准确的像素级注释。我们旨在开发一种新的深度学习工具包，以支持对医学图像分割的注释有效学习，该学习可以加速并简单地开发具有有限注释预算的深度学习模型，例如，从部分，稀疏或嘈杂的注释中学习。方法：我们提出的名为Pymic的工具包是用于医学图像分割任务的模块化深度学习平台。除了支持开发高性能模型以进行全面监督分割的基本组件外，它还包含几个高级组件，这些高级组件是针对从不完善的注释中学习的几个高级组件，例如加载带注释和未经通知的图像，未经通知的，部分或无效的注释图像的损失功能，以及多个网络之间共同学习的培训程序。Pymic构建了Pytorch框架，并支持半监督，弱监督和噪声的学习方法用于医学图像分割。结果：我们介绍了基于PYMIC的四个说明性医学图像细分任务：（1）在完全监督的学习上实现竞争性能； （2）半监督心脏结构分割，只有10％的训练图像； （3）使用涂鸦注释弱监督的分割； （4）从嘈杂的标签中学习以进行胸部X光片分割。结论：Pymic工具包易于使用，并促进具有不完美注释的医学图像分割模型的有效开发。它是模块化和灵活的，它使研究人员能够开发出低注释成本的高性能模型。源代码可在以下网址获得：https：//github.com/hilab-git/pymic。

语义分割是开发医学图像诊断系统的重要任务。但是，构建注释的医疗数据集很昂贵。因此，在这种情况下，半监督方法很重要。在半监督学习中，标签的质量在模型性能中起着至关重要的作用。在这项工作中，我们提出了一种新的伪标签策略，可提高用于培训学生网络的伪标签的质量。我们遵循多阶段的半监督训练方法，该方法在标记的数据集上训练教师模型，然后使用训练有素的老师将伪标签渲染用于学生培训。通过这样做，伪标签将被更新，并且随着培训的进度更加精确。上一个和我们的方法之间的关键区别在于，我们在学生培训过程中更新教师模型。因此，在学生培训过程中，提高了伪标签的质量。我们还提出了一种简单但有效的策略，以使用动量模型来提高伪标签的质量 - 训练过程中原始模型的慢复制版本。通过应用动量模型与学生培训期间的重新渲染伪标签相结合，我们在五个数据集中平均达到了84.1％的骰子分数（即Kvarsir，CVC-ClinicdB，Etis-laribpolypdb，cvc-colondb，cvc-colondb，cvc-colondb和cvc-300）和CVC-300）只有20％的数据集用作标记数据。我们的结果超过了3％的共同实践，甚至在某些数据集中取得了完全监督的结果。我们的源代码和预培训模型可在https://github.com/sun-asterisk-research/online学习SSL上找到

在构建医学成像数据集以进行深度学习方面，要注释下一步是一个具有挑战性的问题。解决这个问题的有前途的方法之一是主动学习（AL）。但是，关于哪些AL算法和采集功能最有用的数据集，AL一直很难破解。同样，当要开始的数据零标记时，问题会加剧，首先要标记哪个卷。这就是AL中的冷启动问题。我们针对3D图像分割提出了两种新型策略。首先，我们通过提出代理任务，然后利用从代理任务产生的不确定性来解决冷门问题，以对要注释的未标记数据进行排名。其次，我们为每个主动迭代制作了一个两阶段的学习框架，其中未标记的数据在第二阶段也被用作半监督的微调策略。我们展示了我们对来自医学分割十项全能的两个著名大型公共数据集的方法的希望。结果表明，数据和半监督框架的初始选择都显示出几种AL策略的显着改善。

我们实施了两个不同的三维深度学习神经网络，并评估了它们在非对比度计算机断层扫描（CT）上看到的颅内出血（ICH）的能力。一种模型，称为“沿正交关注u-net沿正交级别的素隔离”（Viola-Unet），其体系结构元素可适应2022年实例的数据挑战。第二个比较模型是从No-New U-NET（NNU-NET）得出的。输入图像和地面真理分割图用于以监督方式分别训练两个网络。验证数据随后用于半监督培训。在5倍交叉验证期间比较了模型预测。中提琴 - UNET的表现优于四个性能指标中的两个（即NSD和RVD）的比较网络。将中提琴和NNU-NET网络组合的合奏模型在DSC和HD方面的性能最高。我们证明，与3D U-NET相关的ICH分割性能优势有效地合并了U-NET的解码分支期间的空间正交特征。 Viola-Unet AI工具的代码基础，预估计的权重和Docker图像将在https://github.com/samleoqh/viola-unet上公开获得。

由于医学成像社区缺乏质量注释，半监督学习方法在图像语义分割任务中受到高度重视。在本文中，提出了一种先进的一致性感知伪标签的自我同学方法，以充分利用视觉变压器（VIT）和卷积神经网络（CNN）的力量。我们提出的框架由一个功能学习模块组成，该模块由VIT和CNN相互增强，以及一个适合一致性意识的指导模块。伪标签是通过特征学习模块中的CNN和VIT的视图来重复和分别使用的，以扩展数据集，并且相互有益。同时，为特征学习模块设计了扰动方案，并利用平均网络权重来开发指导模块。通过这样做，该框架结合了CNN和VIT的特征学习强度，通过双视图共同训练增强性能，并以半监督的方式实现一致性的监督。对CNN和VIT的所有替代监督模式进行了拓扑探索，经过详细验证，证明了我们在半监督医学图像分割任务上的最有希望的性能和特定设置。实验结果表明，所提出的方法在带有各种指标的公共基准数据集上实现了最先进的性能。该代码公开可用。

一致性培训已被证明是一个先进的半监督框架，通过实施在不同意见的不同视图上的预测的不变性，实现了医学图像分割任务的有希望的结果。然而，随着模型参数的迭代更新，模型将倾向于达到耦合状态，最终失去利用未标记数据的能力。为了解决这个问题，我们提出了一种基于参数解耦策略的新型半监督分段模型，以鼓励来自不同视图的一致预测。具体地，我们首先采用双分支网络来同时为每个图像产生预测。在培训过程中，我们通过二次余弦距离与两个预测分支参数分离，以构建潜伏空间中的不同视图。基于此，特征提取器被约束以鼓励在多样化特征下由分类器生成的概率图的一致性。在整体训练过程中，特征提取器和分类器的参数通过一致性正则化操作和解耦操作来交替更新，以逐步提高模型的泛化性能。我们的方法在心房细分挑战数据集上实现了最先进的半监督方法，展示了我们框架的有效性。代码可在https://github.com/bx0903/pdc上获得。