Specular microscopy assessment of the human corneal endothelium (CE) in Fuchs' dystrophy is challenging due to the presence of dark image regions called guttae. This paper proposes a UNet-based segmentation approach that requires minimal post-processing and achieves reliable CE morphometric assessment and guttae identification across all degrees of Fuchs' dystrophy. We cast the segmentation problem as a regression task of the cell and gutta signed distance maps instead of a pixel-level classification task as typically done with UNets. Compared to the conventional UNet classification approach, the distance-map regression approach converges faster in clinically relevant parameters. It also produces morphometric parameters that agree with the manually-segmented ground-truth data, namely the average cell density difference of -41.9 cells/mm2 (95% confidence interval (CI) [-306.2, 222.5]) and the average difference of mean cell area of 14.8 um2 (95% CI [-41.9, 71.5]). These results suggest a promising alternative for CE assessment.

人类生理学中的各种结构遵循特异性形态，通常在非常细的尺度上表达复杂性。这种结构的例子是胸前气道，视网膜血管和肝血管。可以观察到可以观察到可以观察到可以观察到可以观察到空间排列的磁共振成像（MRI），计算机断层扫描（CT），光学相干断层扫描（OCT）等医学成像模式（MRI），计算机断层扫描（CT），可以观察到空间排列的大量2D和3D图像的集合。这些结构在医学成像中的分割非常重要，因为对结构的分析提供了对疾病诊断，治疗计划和预后的见解。放射科医生手动标记广泛的数据通常是耗时且容易出错的。结果，在过去的二十年中，自动化或半自动化的计算模型已成为医学成像的流行研究领域，迄今为止，许多计算模型已经开发出来。在这项调查中，我们旨在对当前公开可用的数据集，细分算法和评估指标进行全面审查。此外，讨论了当前的挑战和未来的研究方向。

To analyze this characteristic of vulnerability, we developed an automated deep learning method for detecting microvessels in intravascular optical coherence tomography (IVOCT) images. A total of 8,403 IVOCT image frames from 85 lesions and 37 normal segments were analyzed. Manual annotation was done using a dedicated software (OCTOPUS) previously developed by our group. Data augmentation in the polar (r,{\theta}) domain was applied to raw IVOCT images to ensure that microvessels appear at all possible angles. Pre-processing methods included guidewire/shadow detection, lumen segmentation, pixel shifting, and noise reduction. DeepLab v3+ was used to segment microvessel candidates. A bounding box on each candidate was classified as either microvessel or non-microvessel using a shallow convolutional neural network. For better classification, we used data augmentation (i.e., angle rotation) on bounding boxes with a microvessel during network training. Data augmentation and pre-processing steps improved microvessel segmentation performance significantly, yielding a method with Dice of 0.71+/-0.10 and pixel-wise sensitivity/specificity of 87.7+/-6.6%/99.8+/-0.1%. The network for classifying microvessels from candidates performed exceptionally well, with sensitivity of 99.5+/-0.3%, specificity of 98.8+/-1.0%, and accuracy of 99.1+/-0.5%. The classification step eliminated the majority of residual false positives, and the Dice coefficient increased from 0.71 to 0.73. In addition, our method produced 698 image frames with microvessels present, compared to 730 from manual analysis, representing a 4.4% difference. When compared to the manual method, the automated method improved microvessel continuity, implying improved segmentation performance. The method will be useful for research purposes as well as potential future treatment planning.

对骨关节炎（OA）的磁共振成像（MRI）扫描的客观评估可以解决当前OA评估的局限性。 OA客观评估是必需的骨，软骨和关节液的分割。大多数提出的分割方法都不执行实例分割，并且遭受了类不平衡问题。这项研究部署了蒙版R-CNN实例分割并改进了IT（改进的面罩R-CNN（IMASKRCNN）），以获得与OA相关组织的更准确的广义分割。该方法的训练和验证是使用骨关节炎倡议（OAI）数据集的500次MRI膝盖和有症状髋关节OA患者的97次MRI扫描进行的。掩盖R-CNN的三个修改产生了iMaskRCNN：添加第二个Roialigned块，在掩码标先中添加了额外的解码器层，并通过跳过连接将它们连接起来。使用Hausdorff距离，骰子评分和变异系数（COV）评估结果。与面膜RCNN相比，iMaskRCNN导致骨骼和软骨分割的改善，这表明股骨的骰子得分从95％增加到98％，胫骨的95％到97％，股骨软骨的71％至80％，81％和81％胫骨软骨的％至82％。对于积液检测，iMaskRCNN 72％比MaskRCNN 71％改善了骰子。 Reader1和Mask R-CNN（0.33），Reader1和ImaskRCNN（0.34），Reader2和Mask R-CNN（0.22），Reader2和iMaskRCNN（0.29）之间的积液检测的COV值（0.34），读取器2和mask r-CNN（0.22）接近COV之间，表明人类读者与蒙版R-CNN和ImaskRCNN之间的一致性很高。蒙版R-CNN和ImaskRCNN可以可靠，同时提取与OA有关的不同规模的关节组织，从而为OA的自动评估构成基础。 iMaskRCNN结果表明，修改改善了边缘周围的网络性能。

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).

The lack of efficient segmentation methods and fully-labeled datasets limits the comprehensive assessment of optical coherence tomography angiography (OCTA) microstructures like retinal vessel network (RVN) and foveal avascular zone (FAZ), which are of great value in ophthalmic and systematic diseases evaluation. Here, we introduce an innovative OCTA microstructure segmentation network (OMSN) by combining an encoder-decoder-based architecture with multi-scale skip connections and the split-attention-based residual network ResNeSt, paying specific attention to OCTA microstructural features while facilitating better model convergence and feature representations. The proposed OMSN achieves excellent single/multi-task performances for RVN or/and FAZ segmentation. Especially, the evaluation metrics on multi-task models outperform single-task models on the same dataset. On this basis, a fully annotated retinal OCTA segmentation (FAROS) dataset is constructed semi-automatically, filling the vacancy of a pixel-level fully-labeled OCTA dataset. OMSN multi-task segmentation model retrained with FAROS further certifies its outstanding accuracy for simultaneous RVN and FAZ segmentation.

视网膜脉管系统的研究是筛查和诊断许多疾病的基本阶段。完整的视网膜血管分析需要将视网膜的血管分为动脉和静脉（A/V）。早期自动方法在两个顺序阶段接近这些分割和分类任务。但是，目前，这些任务是作为联合语义分割任务处理的，因为分类结果在很大程度上取决于血管分割的有效性。在这方面，我们提出了一种新的方法，用于从眼睛眼睛图像中对视网膜A/V进行分割和分类。特别是，我们提出了一种新颖的方法，该方法与以前的方法不同，并且由于新的损失，将联合任务分解为针对动脉，静脉和整个血管树的三个分割问题。这种配置允许直观地处理容器交叉口，并直接提供不同靶血管树的精确分割罩。提供的关于公共视网膜图血管树提取（RITE）数据集的消融研究表明，所提出的方法提供了令人满意的性能，尤其是在不同结构的分割中。此外，与最新技术的比较表明，我们的方法在A/V分类中获得了高度竞争的结果，同时显着改善了血管分割。提出的多段方法允许检测更多的血管，并更好地分割不同的结构，同时实现竞争性分类性能。同样，用这些术语来说，我们的方法优于各种参考作品的方法。此外，与以前的方法相比，该方法允许直接检测到容器交叉口，并在这些复杂位置保留A/V的连续性。

由于图像的复杂性和活细胞的时间变化，来自明亮场光显微镜图像的活细胞分割具有挑战性。最近开发的基于深度学习（DL）的方法由于其成功和有希望的结果而在医学和显微镜图像分割任务中变得流行。本文的主要目的是开发一种基于U-NET的深度学习方法，以在明亮场传输光学显微镜中分割HeLa系的活细胞。为了找到适合我们数据集的最合适的体系结构，提出了剩余的注意U-net，并将其与注意力和简单的U-NET体系结构进行了比较。注意机制突出了显着的特征，并抑制了无关图像区域中的激活。残余机制克服了消失的梯度问题。对于简单，注意力和剩余的关注U-NET，我们数据集的平均值得分分别达到0.9505、0.9524和0.9530。通过将残留和注意机制应用在一起，在平均值和骰子指标中实现了最准确的语义分割结果。应用的分水岭方法适用于这种最佳的（残留的关注）语义分割结果，使每个单元格的特定信息进行了分割。

高度需要对气泡流图像进行自动化和可靠的处理，以分析综合实验系列的大型数据集。由于记录的图像中重叠的气泡投影而引起了特定的困难，这使单个气泡的识别高度复杂。最近的方法着重于将深度学习算法用于此任务，并且已经证明了此类技术的高潜力。主要困难是能够处理不同的图像条件，较高的气体体积分数以及部分遮挡气泡的隐藏段的正确重建。在目前的工作中，我们试图通过基于卷积神经网络（CNN）测试两种以前和两种单独的方法来解决这些观点，以解决后者。为了验证我们的方法论，我们创建了使用合成图像的测试数据集，这些图像进一步证明了我们合并方法的功能和局限性。可以访问生成的数据，代码和训练的模型，以促进实验图像中气泡识别的研究领域的进一步发展。

The International Workshop on Reading Music Systems (WoRMS) is a workshop that tries to connect researchers who develop systems for reading music, such as in the field of Optical Music Recognition, with other researchers and practitioners that could benefit from such systems, like librarians or musicologists. The relevant topics of interest for the workshop include, but are not limited to: Music reading systems; Optical music recognition; Datasets and performance evaluation; Image processing on music scores; Writer identification; Authoring, editing, storing and presentation systems for music scores; Multi-modal systems; Novel input-methods for music to produce written music; Web-based Music Information Retrieval services; Applications and projects; Use-cases related to written music. These are the proceedings of the 3rd International Workshop on Reading Music Systems, held in Alicante on the 23rd of July 2021.

胸腔CT上的自动病变分割能够快速定量分析Covid-19感染的肺部受累。然而，获得用于训练分割网络的大量体素级注释是非常昂贵的。因此，我们提出了一种基于密集回归激活地图（DRAM）的弱监督分割方法。大多数弱监督的分割方法接近利用类激活映射（CAM）到本地化对象。但是，由于凸轮培训进行分类，因此它们不会与对象分割精确对齐。相反，我们使用来自培训的分割网络的密集特征生成高分辨率激活映射，以训练为估计每瓣病变百分比。以这种方式，网络可以利用关于所需病变卷的知识。此外，我们提出了一个注意神经网络模块，以优化DRAM，与主要回归任务一起优化。我们在90个科目中评估了我们的算法。结果表明，我们的方法达到了70.2％的骰子系数，显着优于凸轮基基线48.6％。

外围插入的中央导管（PICC）由于其长期的血管内渗透感具有低感染率，因此已被广泛用作代表性的中央静脉线（CVC）之一。但是，PICC的尖端错位频率很高，增加了刺穿，栓塞和心律不齐等并发症的风险。为了自动，精确地检测到它，使用最新的深度学习（DL）技术进行了各种尝试。但是，即使采用了这些方法，实际上仍然很难确定尖端位置，因为多个片段现象（MFP）发生在预测和提取PICC线之前预测尖端之前所需的PICC线的过程。这项研究旨在开发一种通常应用于现有模型的系统，并通过删除模型输出的MF来更准确地恢复PICC线路，从而精确地定位了检测其处置的实际尖端位置。为此，我们提出了一个基于多阶段DL的框架后处理，以后处理现有技术的PICC线提取结果。根据是否将MFCN应用于五个常规模型，将每个均方根误差（RMSE）和MFP发病率比较性能。在内部验证中，当将MFCN应用于现有单个模型时，MFP平均提高了45％。 RMSE从平均26.85mm（17.16至35.80mm）到9.72mm（9.37至10.98mm）的平均增长了63％以上。在外部验证中，当应用MFCN时，MFP的发病率平均下降32％，RMSE平均下降了65 \％。因此，通过应用提出的MFCN，我们观察到与现有模型相比，PICC尖端位置的显着/一致检测性能提高。

血管内超声和光学相干断层扫描可广泛用于表征冠状动脉狭窄，并提供关键的血管参数以优化经皮干预。同时提供血管内极化敏感的光学相干断层扫描（PS-OCT），可提供血管结构的高分辨率横截面图像，同时还揭示了胶原蛋白和平滑肌等优惠的组织成分，从而增强了斑块表征。对这些特征的自动解释有望促进对冠状动脉瘤的自然历史和意义的客观临床研究。在这里，我们提出了一种使用新的多项损耗函数进行优化的卷积神经网络模型，除了导丝和斑块阴影外，还对管腔，内部和媒体层进行了分类。我们证明，我们的多类分类模型在检测冠状动脉解剖层方面优于最先进的方法。此外，所提出的模型将两类的常见成像伪像，并检测到增厚血管壁区域内的解剖层，这些层被其他研究排除在分析之外。源代码和受过训练的模型可在https://github.com/mhaft/octseg上公开获得

居住在美国的每个妇女在8次发育侵袭性乳腺癌的可能性下有大约1。有丝分裂细胞计数是评估乳腺癌侵袭性或等级最常见的测试之一。在该预后，必须通过病理学家使用高分辨率显微镜检查组织病理学图像以计算细胞。不幸的是，可以是一种完整的任务，可重复性差，特别是对于非专家来说。最近深入学习网络适用于能够自动定位这些感兴趣区域的医学应用。然而，这些基于区域的网络缺乏利用通常用作唯一检测方法的完整图像CNN产生的分割特征的能力。因此，所提出的方法利用更快的RCNN进行对象检测，同时使用RGB图像特征的UNET产生的分割特征，以实现在Mitos-Atypia 2014分数上的F分数为0.508，计数数据集，优于最先进的攻击方法。

本文提出了一个新颖的像素间隔下采样网络（PID-NET），以较高的精度计算任务，以更高的精度计数任务。 PID-NET是具有编码器架构的端到端卷积神经网络（CNN）模型。像素间隔向下采样操作与最大功能操作相连，以结合稀疏和密集的特征。这解决了计数时茂密物体的轮廓凝结的局限性。使用经典分割指标（骰子，Jaccard和Hausdorff距离）以及计数指标进行评估。实验结果表明，所提出的PID-NET具有最佳的性能和潜力，可以实现密集的微小对象计数任务，该任务在数据集上具有2448个酵母单元图像在数据集上达到96.97 \％的计数精度。通过与最新的方法进行比较，例如注意U-NET，SWIN U-NET和TRANS U-NET，提出的PID-NET可以分割具有更清晰边界和较少不正确的碎屑的密集的微小物体，这表明PID网络在准确计数的任务中的巨大潜力。

组织学图像中核和腺体的实例分割是用于癌症诊断，治疗计划和生存分析的计算病理学工作流程中的重要一步。随着现代硬件的出现，大规模质量公共数据集的最新可用性以及社区组织的宏伟挑战已经看到了自动化方法的激增，重点是特定领域的挑战，这对于技术进步和临床翻译至关重要。在这项调查中，深入分析了过去五年（2017-2022）中发表的原子核和腺体实例细分的126篇论文，进行了深入分析，讨论了当前方法的局限性和公开挑战。此外，提出了潜在的未来研究方向，并总结了最先进方法的贡献。此外，还提供了有关公开可用数据集的概括摘要以及关于说明每种挑战的最佳性能方法的巨大挑战的详细见解。此外，我们旨在使读者现有研究的现状和指针在未来的发展方向上开发可用于临床实践的方法，从而可以改善诊断，分级，预后和癌症的治疗计划。据我们所知，以前没有工作回顾了朝向这一方向的组织学图像中的实例细分。

胎儿超声（US）中胎盘的自动分割由于（i）（i）胎盘外观的高度多样性而具有挑战性我们禁止在妊娠晚期进行整个胎盘评估的观点。在这项工作中，我们通过多任务学习方法解决了这三个挑战，该方法结合了单个卷积神经网络中胎盘位置（例如，前，后部）和语义胎盘分段的分类。通过分类任务，模型可以从更大，更多样化的数据集中学习，同时在有限的训练集条件下提高分割任务的准确性。通过这种方法，我们研究了多个评估者的注释的变异性，并表明我们的自动分割（前胎盘的骰子为0.86，后胎盘的骰子为0.83），与观察者内和观察者间的变异性相比，我们的自动段性能达到了人级的性能。最后，我们的方法可以使用由三个阶段组成的多视图US采集管道提供整个胎盘分割：多探针图像采集，图像融合和图像分段。这会导致对较大结构（例如胎盘中的胎盘）的高质量分割，其图像伪像降低，这超出了单个探针的视野。

前列腺癌是全世界男性癌症第二大的癌症和第六主要原因。专家在诊断前列腺癌期间面临的主要问题是含有肿瘤组织的感兴趣区域（ROI）的定位。目前，在大多数情况下，该ROI的分割是由专家医生手动进行的，但是该程序受到某些患者的检测率低（约27-44％）或过度诊断的困扰。因此，几项研究工作解决了从磁共振图像中自动分割和提取ROI特征的挑战，因为此过程可以极大地促进许多诊断和治疗应用。然而，缺乏明确的前列腺边界，前列腺组织固有的异质性以及多种前列腺形状的多样性使这一过程非常难以自动化。在这项工作中，通过获得的MRI图像数据集对六个深度学习模型进行了培训和分析。来自Dijon中心的医院和Catalunya大学。我们使用分类跨环膜损失函数进行了多种深度学习模型（即U-NET，注意U-NET，密度密度，R2U-NET和R2U-NET）的比较。使用通常用于图像分割的三个指标进行分析：骰子分数，JACCARD索引和均方误差。为我们提供最佳结果分割的模型是R2U-NET，骰子，Jaccard和平均平方误差分别达到0.869、0.782和0.00013。

随着深度学习方法的进步，如深度卷积神经网络，残余神经网络，对抗网络的进步。 U-Net架构最广泛利用生物医学图像分割，以解决目标区域或子区域的识别和检测的自动化。在最近的研究中，基于U-Net的方法在不同应用中显示了最先进的性能，以便在脑肿瘤，肺癌，阿尔茨海默，乳腺癌等疾病的早期诊断和治疗中发育计算机辅助诊断系统等，使用各种方式。本文通过描述U-Net框架来提出这些方法的成功，然后通过执行1）型号的U-Net变体进行综合分析，2）模特内分类，建立更好的见解相关的挑战和解决方案。此外，本文还强调了基于U-Net框架在持续的大流行病，严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-COV-2）中的贡献也称为Covid-19。最后，分析了这些U-Net变体的优点和相似性以及生物医学图像分割所涉及的挑战，以发现该领域的未来未来的研究方向。

Solving variational image segmentation problems with hidden physics is often expensive and requires different algorithms and manually tunes model parameter. The deep learning methods based on the U-Net structure have obtained outstanding performances in many different medical image segmentation tasks, but designing such networks requires a lot of parameters and training data, not always available for practical problems. In this paper, inspired by traditional multi-phase convexity Mumford-Shah variational model and full approximation scheme (FAS) solving the nonlinear systems, we propose a novel variational-model-informed network (denoted as FAS-Unet) that exploits the model and algorithm priors to extract the multi-scale features. The proposed model-informed network integrates image data and mathematical models, and implements them through learning a few convolution kernels. Based on the variational theory and FAS algorithm, we first design a feature extraction sub-network (FAS-Solution module) to solve the model-driven nonlinear systems, where a skip-connection is employed to fuse the multi-scale features. Secondly, we further design a convolution block to fuse the extracted features from the previous stage, resulting in the final segmentation possibility. Experimental results on three different medical image segmentation tasks show that the proposed FAS-Unet is very competitive with other state-of-the-art methods in qualitative, quantitative and model complexity evaluations. Moreover, it may also be possible to train specialized network architectures that automatically satisfy some of the mathematical and physical laws in other image problems for better accuracy, faster training and improved generalization.The code is available at \url{https://github.com/zhuhui100/FASUNet}.