足球溃疡是糖尿病的常见并发症，与大量发病率和死亡率有关，仍然是低腿截肢的主要危险因素。从脚伤中提取准确的形态特征对于适当的治疗至关重要。尽管医学专家的视觉检查是诊断的常见方法，但这是主观且容易出错的方法，因此，计算机辅助方法提供了一种有趣的选择。基于深度学习的方法，尤其是卷积神经网络（CNN），在包括医学图像分割（医学图像分割）的各种任务方面表现出了出色的性能。在本文中，我们提出了一种基于两个基于编码器的CNN模型，即Linknet和U-NET，以执行足球溃疡分割。为了处理有限数量的可用培训样品，我们使用预训练的权重（linkNet模型的有效网络B1和U-NET模型的有效网络B2），并使用MEDETEC数据集进行进一步的预训练，同时还应用了许多形态 - 基于颜色的增强技术。为了提高分割性能，我们结合了五倍的交叉验证，测试时间扩展和结果融合。我们的方法适用于公开可用的慢性伤口数据集和Miccai 2021足球溃疡分段（Fuseg）挑战，我们的方法分别以92.07％和88.80％的基于数据的骰子得分实现最先进的性能，并且是最高的，并且是最高的，并且是最高的。 Fuseg挑战排行榜中排名的方法。 https://github.com/masih4/foot_ulcer_segmentation公开获得对接指南，推理代码和保存训练的模型。

急性和慢性伤口，不同的病因在经济上负担医疗保健系统。估计晚期伤口护理市场估计到2024年达到220亿美元。伤口护理专业人员提供了适当的诊断和治疗，并依赖于图像和图像文件。图像中伤口边界的分割是护理和诊断方案的关键组分，因为重要的是估计伤口面积并提供治疗的定量测量。不幸的是，这个过程非常耗时，需要高度的专业知识。最近，基于深度学习的自动伤口分割方法表明了有希望的性能，但需要大型数据集进行培训，并不清楚哪种方法更好。为解决这些问题，我们提出了与2021年医学图像计算和计算机辅助干预（Miccai）一起组织的脚溃骨细分挑战（Fuseg）。我们构建了一个卷绕图像数据集，其中包含从889名患者2年内收集的1,210脚溃疡图像。它是由伤口护理专家注释的像素，并分成具有1010个图像的训练和有200张图像的测试设置，用于评估。世界各地的团队制定了自动化方法，以预测测试集的伤口分割，其中保留了私人注释。评估预测并基于平均骰子系数进行排序。 Fuseg挑战仍然是会议后作为伤口细分基准的开放挑战。

我们提出了一种神经网络体系结构，用于糖尿病足溃疡和结肠镜检查息肉的医学图像分割。糖尿病足溃疡是由糖尿病的神经性和血管并发症引起的。为了提供适当的诊断和治疗，伤口护理专业人员需要从脚伤中提取准确的形态特征。使用计算机辅助系统是一种提取相关形态特征并分割病变的有前途的方法。我们提出了一个称为HardNet-DFU的卷积神经网络，通过增强主链并取代HardNet-MSEG的解码器，该网络是2021年的结肠镜检查息肉分割的SOTA。 DFU使用DFUC2022数据集并通过五倍的交叉验证，测试时间扩展等增加其稳健性。在DFUC2022的验证阶段，HardNet-DFUS达到0.7063平均骰子，并在所有参与者中排名第三。在DFUC2022的最终测试阶段，它达到了0.7287的平均骰子，并且是第一名。 HardNet-DFU还为结肠镜检查息肉分割任务提供出色的性能。它在著名的kvasir数据集上达到了0.924的平均骰子，比原始硬核MSEG提高了1.2 \％。这些代码可在https://github.com/kytimmylai/dfuc2022（用于糖尿病足溃疡细分）和https://github.com/yuwenlo/hardnet-dfus（用于结肠镜息肉分割）。

不工会是骨科诊所面临的针对技术困难和高成本拍摄骨间毛细血管面临的挑战之一。细分容器和填充毛细血管对于理解毛细血管生长遇到的障碍至关重要。但是，现有用于血管分割的数据集主要集中在人体的大血管上，缺乏标记的毛细管图像数据集极大地限制了血管分割和毛细血管填充的方法论开发和应用。在这里，我们提出了一个名为IFCIS-155的基准数据集，由155个2D毛细管图像组成，该图像具有分割边界和由生物医学专家注释的血管填充物，以及19个大型高分辨率3D 3D毛细管图像。为了获得更好的骨间毛细血管图像，我们利用最先进的免疫荧光成像技术来突出骨间毛细血管的丰富血管形态。我们进行全面的实验，以验证数据集和基准测试深度学习模型的有效性（\ eg UNET/UNET ++和修改后的UNET/UNET ++）。我们的工作提供了一个基准数据集，用于培训毛细管图像细分的深度学习模型，并为未来的毛细管研究提供了潜在的工具。 IFCIS-155数据集和代码均可在\ url {https://github.com/ncclabsustech/ifcis-55}上公开获得。

Segmentation of lung tissue in computed tomography (CT) images is a precursor to most pulmonary image analysis applications. Semantic segmentation methods using deep learning have exhibited top-tier performance in recent years. This paper presents a fully automatic method for identifying the lungs in three-dimensional (3D) pulmonary CT images, which we call it Lung-Net. We conjectured that a significant deeper network with inceptionV3 units can achieve a better feature representation of lung CT images without increasing the model complexity in terms of the number of trainable parameters. The method has three main advantages. First, a U-Net architecture with InceptionV3 blocks is developed to resolve the problem of performance degradation and parameter overload. Then, using information from consecutive slices, a new data structure is created to increase generalization potential, allowing more discriminating features to be extracted by making data representation as efficient as possible. Finally, the robustness of the proposed segmentation framework was quantitatively assessed using one public database to train and test the model (LUNA16) and two public databases (ISBI VESSEL12 challenge and CRPF dataset) only for testing the model; each database consists of 700, 23, and 40 CT images, respectively, that were acquired with a different scanner and protocol. Based on the experimental results, the proposed method achieved competitive results over the existing techniques with Dice coefficient of 99.7, 99.1, and 98.8 for LUNA16, VESSEL12, and CRPF datasets, respectively. For segmenting lung tissue in CT images, the proposed model is efficient in terms of time and parameters and outperforms other state-of-the-art methods. Additionally, this model is publicly accessible via a graphical user interface.

在过去的几年中，用于计算机视觉的深度学习技术的快速发展极大地促进了医学图像细分的性能（Mediseg）。但是，最近的梅赛格出版物通常集中于主要贡献的演示（例如，网络体系结构，培训策略和损失功能），同时不知不觉地忽略了一些边缘实施细节（也称为“技巧”），导致了潜在的问题，导致了潜在的问题。不公平的实验结果比较。在本文中，我们为不同的模型实施阶段（即，预培训模型，数据预处理，数据增强，模型实施，模型推断和结果后处理）收集了一系列Mediseg技巧，并在实验中探索了有效性这些技巧在一致的基线模型上。与仅关注分割模型的优点和限制分析的纸驱动调查相比，我们的工作提供了大量的可靠实验，并且在技术上更可操作。通过对代表性2D和3D医疗图像数据集的广泛实验结果，我们明确阐明了这些技巧的效果。此外，根据调查的技巧，我们还开源了一个强大的梅德西格存储库，其每个组件都具有插件的优势。我们认为，这项里程碑的工作不仅完成了对最先进的Mediseg方法的全面和互补的调查，而且还提供了解决未来医学图像处理挑战的实用指南，包括但不限于小型数据集学习，课程不平衡学习，多模式学习和领域适应。该代码已在以下网址发布：https：//github.com/hust-linyi/mediseg

我们研究不同损失功能对医学图像病变细分的影响。尽管在处理自然图像时，跨凝结（CE）损失是最受欢迎的选择，但对于生物医学图像分割，由于其处理不平衡的情况，软骰子损失通常是首选的。另一方面，这两个功能的组合也已成功地应用于此类任务中。一个较少研究的问题是在存在分布（OOD）数据的情况下所有这些损失的概括能力。这是指在测试时间出现的样本，这些样本是从与训练图像不同的分布中得出的。在我们的情况下，我们将模型训练在始终包含病变的图像上，但是在测试时间我们也有无病变样品。我们通过全面的实验对内窥镜图像和糖尿病脚图像的溃疡分割进行了全面的实验，分析了不同损失函数对分布性能的最小化对分布性能的影响。我们的发现令人惊讶：在处理OOD数据时，CE-DICE损失组合在分割分配图像中表现出色，这使我们建议通过这种问题采用CE损失，因为它的稳健性和能够概括为OOD样品。可以在\ url {https://github.com/agaldran/lesion_losses_ood}找到与我们实验相关的代码。

语义分割包括通过将其分配给从一组所有可用的标签来分类图像的每个像素。在过去的几年里，很多关注转移到这种任务。许多计算机视觉研究人员试图应用AutoEncoder结构来开发可以学习图像语义的模型以及它的低级表示。在给定输入的AutoEncoder架构中，编码器计算的输入的低维表示，然后解码器用于重建原始数据。在这项工作中，我们提出了一个卷积神经网络（CNNS）的集合。在集合方法中，许多不同的型号训练，然后用于分类，整体汇总了单个分类器的输出。该方法利用各种分类器的差异来提高整个系统的性能。通过使用不同的丢失函数强制执行单个分类器中的多样性。特别是，我们提出了一种新的损失函数，从骰子和结构相似度指数的组合产生。通过使用Deeplabv3 +和Hardnet环境结合不同的骨干网络来实现所提出的合奏。该提案是通过关于两个真实情景的广泛实证评估来评估：息肉和皮肤细分。所有代码都在HTTPS://github.com/lorisnanni在线提供。

胃肠道癌被认为是胃肠道中器官的致命恶性状况。由于其死亡，迫切需要医学图像分割技术来分割器官以减少治疗时间并增强治疗。传统的分割技术取决于手工制作的功能，并且在计算上昂贵且效率低下。视觉变压器在许多图像分类和细分任务中都获得了巨大的知名度。为了从变形金刚的角度解决这个问题，我们引入了混合CNN-Transformer架构，以从图像分割不同的器官。所提出的解决方案具有健壮，可扩展性和计算有效的效率，骰子和JACCARD系数分别为0.79和0.72。拟议的解决方案还描述了基于深度学习的自动化的本质，以提高治疗的有效性

慢性伤口显着影响生活质量。如果没有正确管理，他们可能会严重恶化。基于图像的伤口分析可以通过量化与愈合相关的重要特征来客观地评估伤口状态。然而，伤口类型，图像背景组成和捕获条件的高异质性挑战伤口图像的鲁棒分割。我们呈现了检测和段（DS），深度学习方法，以产生具有高泛化能力的伤口分割图。在我们的方法中，专门的深度神经网络检测到伤口位置，从未经信息背景隔离伤口，并计算伤口分割图。我们使用具有糖尿病脚溃疡图像的一个数据集评估了这种方法。为了进一步测试，使用4个补充独立数据组，具有来自不同体积的较大种类的伤口类型。当以相同的方法组合检测和分割时，在将完整图像上的分割到0.85时，Matthews的相关系数（MCC）从0.29提高到0.29。当从补充数据集汲取的卷绕图像上进行测试时，DS方法将平均MCC从0.17增加到0.85。此外，DS方法使得分段模型的培训能够在保持分割性能的同时培训高达90％的训练数据。

机器学习算法支撑现代诊断辅助软件，这在临床实践中证明了有价值的，特别是放射学。然而，不准确的是，主要是由于临床样本的可用性有限，用于培训这些算法，妨碍他们在临床医生中更广泛的适用性，接受和识别。我们对最先进的自动质量控制（QC）方法进行了分析，可以在这些算法中实现，以估计其输出的确定性。我们验证了识别磁共振成像数据中的白质超收缩性（WMH）的大脑图像分割任务上最有前途的方法。 WMH是在上层前期成年中常见的小血管疾病的关联，并且由于其变化的尺寸和分布模式而尤其具有挑战性。我们的研究结果表明，不确定度和骰子预测的聚集在此任务的故障检测中最有效。两种方法在0.82至0.84的情况下独立改善平均骰子。我们的工作揭示了QC方法如何有助于检测失败的分割案例，从而使自动分割更可靠，适合临床实践。

皮肤病变的准确诊断是大型皮肤图像中的关键任务。在本研究中，我们形成了一种新型的图像特征，称为混合特征，其具有比单个方法特征更强的辨别能力。本研究涉及一种新技术，在训练过程期间，我们将手工特征或特征传递到完全连接的卷积神经网络（CNN）模型中。根据我们的文献回顾，直到现在，在培训过程中将手工特征注入CNN模型中，没有研究或调查对分类绩效的影响。此外，我们还调查了分割面膜的影响及其对整体分类性能的影响。我们的模型实现了92.3％的平衡式多条准确度，比典型的单一方法为深度学习的单一方法分类器架构优于6.8％。

肺癌是最致命的癌症之一，部分诊断和治疗取决于肿瘤的准确描绘。目前是最常见的方法的人以人为本的分割，须遵守观察者间变异性，并且考虑到专家只能提供注释的事实，也是耗时的。最近展示了有前途的结果，自动和半自动肿瘤分割方法。然而，随着不同的研究人员使用各种数据集和性能指标验证了其算法，可靠地评估这些方法仍然是一个开放的挑战。通过2018年IEEE视频和图像处理（VIP）杯竞赛创建的计算机断层摄影扫描（LOTUS）基准测试的肺起源肿瘤分割的目标是提供唯一的数据集和预定义的指标，因此不同的研究人员可以开发和以统一的方式评估他们的方法。 2018年VIP杯始于42个国家的全球参与，以获得竞争数据。在注册阶段，有129名成员组成了来自10个国家的28个团队，其中9个团队将其达到最后阶段，6队成功完成了所有必要的任务。简而言之，竞争期间提出的所有算法都是基于深度学习模型与假阳性降低技术相结合。三种决赛选手开发的方法表明，有希望的肿瘤细分导致导致越来越大的努力应降低假阳性率。本次竞争稿件概述了VIP-Cup挑战，以及所提出的算法和结果。

从侵入性冠状动脉造影（ICA）中准确提取冠状动脉（ICA）在临床决策中对于冠状动脉疾病的诊断和风险分层（CAD）很重要。在这项研究中，我们开发了一种使用深度学习来自动提取冠状动脉腔的方法。方法。提出了一个深度学习模型U-NET 3+，其中包含了全面的跳过连接和深度监督，以自动从ICAS中自动提取冠状动脉。在这个新型的冠状动脉提取框架中采用了转移学习和混合损失功能。结果。使用了一个包含从210名患者获得的616个ICA的数据集。在技​​术评估中，U-NET 3+的骰子得分为0.8942，灵敏度为0.8735，高于U-NET ++（骰子得分：0.8814：0.8814，灵敏度为0.8331）和U-net（骰子分数） ：0.8799，灵敏度为0.8305）。结论。我们的研究表明，U-NET 3+优于其他分割框架，用于自动从ICA中提取冠状动脉。该结果表明了临床使用的巨大希望。

需要连续监测足部溃疡愈合，以确保给定治疗的功效并避免任何恶化。脚下溃疡分割是伤口诊断的重要步骤。我们开发了一种模型，其精神与良好的编码器编码器和残留卷积神经网络相似。我们的模型包括剩余的连接以及在每个卷积块中集成的通道和空间注意力。一种基于贴剂训练，测试时间增加以及对获得预测的多数投票的简单方法，导致了卓越的性能。我们的模型没有利用任何容易获得的骨干架构，在类似的外部数据集或任何转移学习技术上进行预训练。与用于足球溃疡细分任务的可用最新模型相比，网络参数的总数约为500万，这使其成为一个显着的轻巧模型。我们的实验在斑块级和图像级别上呈现了结果。我们的模型应用于Miccai 2021的公开脚步溃疡细分（Fuseg）挑战数据集，就骰子相似性得分而言，最先进的图像级绩效为88.22％，在官方挑战排行榜中排名第二。我们还展示了一个非常简单的解决方案，可以将其与更高级的体系结构进行比较。

多发性硬化症（MS）是中枢神经系统的慢性炎症和退行性疾病，其特征在于，白色和灰质的外观与个体患者的神经症状和标志进行地平整相关。磁共振成像（MRI）提供了详细的体内结构信息，允许定量和分类MS病变，其批判性地通知疾病管理。传统上，MS病变在2D MRI切片上手动注释，一个流程效率低，易于观察室内误差。最近，已经提出了自动统计成像分析技术以基于MRI体素强度检测和分段段病变。然而，它们的有效性受到MRI数据采集技术的异质性和MS病变的外观的限制。通过直接从图像学习复杂的病变表现，深度学习技术已经在MS病变分割任务中取得了显着的突破。在这里，我们提供了全面审查最先进的自动统计和深度学习MS分段方法，并讨论当前和未来的临床应用。此外，我们审查了域适应等技术策略，以增强现实世界临床环境中的MS病变分段。

本文提出了第二版的头部和颈部肿瘤（Hecktor）挑战的概述，作为第24届医学图像计算和计算机辅助干预（Miccai）2021的卫星活动。挑战由三个任务组成与患有头颈癌（H＆N）的患者的PET / CT图像的自动分析有关，专注于oropharynx地区。任务1是FDG-PET / CT图像中H＆N主肿瘤肿瘤体积（GTVT）的自动分割。任务2是来自同一FDG-PET / CT的进展自由生存（PFS）的自动预测。最后，任务3与任务2的任务2与参与者提供的地面真理GTVT注释相同。这些数据从六个中心收集，总共325个图像，分为224个培训和101个测试用例。通过103个注册团队和448个结果提交的重要参与，突出了对挑战的兴趣。在第一任务中获得0.7591的骰子相似度系数（DSC），分别在任务2和3中的0.7196和0.6978的一致性指数（C-Index）。在所有任务中，发现这种方法的简单性是确保泛化性能的关键。 PFS预测性能在任务2和3中的比较表明，提供GTVT轮廓对于实现最佳结果，这表明可以使用完全自动方法。这可能避免了对GTVT轮廓的需求，用于可重复和大规模的辐射瘤研究的开头途径，包括千元潜在的受试者。

病变分割是放射线工作流程的关键步骤。手动分割需要长时间的执行时间，并且容易发生可变性，从而损害了放射线研究及其鲁棒性的实现。在这项研究中，对非小细胞肺癌患者的计算机断层扫描图像进行了深入学习的自动分割方法。还评估了手动与自动分割在生存放射模型的性能中的使用。方法总共包括899名NSCLC患者（2个专有：A和B，1个公共数据集：C）。肺部病变的自动分割是通过训练先前开发的建筑NNU-NET进行的，包括2D，3D和级联方法。用骰子系数评估自动分割的质量，以手动轮廓为参考。通过从数据集A的手动和自动轮廓中提取放射性的手工制作和深度学习特征来探索自动分割对患者生存的放射素模型对患者生存的性能的影响。评估并比较模型的精度。结果通过平均2D和3D模型的预测以及应用后处理技术来提取最大连接的组件，可以实现具有骰子= 0.78 +（0.12）的自动和手动轮廓之间的最佳一致性。当使用手动或自动轮廓，手工制作或深度特征时，在生存模型的表现中未观察到统计差异。最好的分类器显示出0.65至0.78之间的精度。结论NNU-NET在自动分割肺部病变中的有希望的作用已得到证实，从而大大降低了时必的医生的工作量，而不会损害基于放射线学的生存预测模型的准确性。

Accurate airway extraction from computed tomography (CT) images is a critical step for planning navigation bronchoscopy and quantitative assessment of airway-related chronic obstructive pulmonary disease (COPD). The existing methods are challenging to sufficiently segment the airway, especially the high-generation airway, with the constraint of the limited label and cannot meet the clinical use in COPD. We propose a novel two-stage 3D contextual transformer-based U-Net for airway segmentation using CT images. The method consists of two stages, performing initial and refined airway segmentation. The two-stage model shares the same subnetwork with different airway masks as input. Contextual transformer block is performed both in the encoder and decoder path of the subnetwork to finish high-quality airway segmentation effectively. In the first stage, the total airway mask and CT images are provided to the subnetwork, and the intrapulmonary airway mask and corresponding CT scans to the subnetwork in the second stage. Then the predictions of the two-stage method are merged as the final prediction. Extensive experiments were performed on in-house and multiple public datasets. Quantitative and qualitative analysis demonstrate that our proposed method extracted much more branches and lengths of the tree while accomplishing state-of-the-art airway segmentation performance. The code is available at https://github.com/zhaozsq/airway_segmentation.

In medical image analysis, automated segmentation of multi-component anatomical structures, which often have a spectrum of potential anomalies and pathologies, is a challenging task. In this work, we develop a multi-step approach using U-Net-based neural networks to initially detect anomalies (bone marrow lesions, bone cysts) in the distal femur, proximal tibia and patella from 3D magnetic resonance (MR) images of the knee in individuals with varying grades of osteoarthritis. Subsequently, the extracted data are used for downstream tasks involving semantic segmentation of individual bone and cartilage volumes as well as bone anomalies. For anomaly detection, the U-Net-based models were developed to reconstruct the bone profiles of the femur and tibia in images via inpainting so anomalous bone regions could be replaced with close to normal appearances. The reconstruction error was used to detect bone anomalies. A second anomaly-aware network, which was compared to anomaly-na\"ive segmentation networks, was used to provide a final automated segmentation of the femoral, tibial and patellar bones and cartilages from the knee MR images containing a spectrum of bone anomalies. The anomaly-aware segmentation approach provided up to 58% reduction in Hausdorff distances for bone segmentations compared to the results from the anomaly-na\"ive segmentation networks. In addition, the anomaly-aware networks were able to detect bone lesions in the MR images with greater sensitivity and specificity (area under the receiver operating characteristic curve [AUC] up to 0.896) compared to the anomaly-na\"ive segmentation networks (AUC up to 0.874).