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。
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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。
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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。
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Automatic segmentation is essential for the brain tumor diagnosis, disease prognosis, and follow-up therapy of patients with gliomas. Still, accurate detection of gliomas and their sub-regions in multimodal MRI is very challenging due to the variety of scanners and imaging protocols. Over the last years, the BraTS Challenge has provided a large number of multi-institutional MRI scans as a benchmark for glioma segmentation algorithms. This paper describes our contribution to the BraTS 2022 Continuous Evaluation challenge. We propose a new ensemble of multiple deep learning frameworks namely, DeepSeg, nnU-Net, and DeepSCAN for automatic glioma boundaries detection in pre-operative MRI. It is worth noting that our ensemble models took first place in the final evaluation on the BraTS testing dataset with Dice scores of 0.9294, 0.8788, and 0.8803, and Hausdorf distance of 5.23, 13.54, and 12.05, for the whole tumor, tumor core, and enhancing tumor, respectively. Furthermore, the proposed ensemble method ranked first in the final ranking on another unseen test dataset, namely Sub-Saharan Africa dataset, achieving mean Dice scores of 0.9737, 0.9593, and 0.9022, and HD95 of 2.66, 1.72, 3.32 for the whole tumor, tumor core, and enhancing tumor, respectively. The docker image for the winning submission is publicly available at (https://hub.docker.com/r/razeineldin/camed22).
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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。
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该卷包含来自机器学习挑战的选定贡献“发现玛雅人的奥秘”,该挑战在欧洲机器学习和数据库中知识发现的欧洲挑战赛曲目(ECML PKDD 2021)中提出。遥感大大加速了古代玛雅人森林地区的传统考古景观调查。典型的探索和发现尝试,除了关注整个古老的城市外,还集中在单个建筑物和结构上。最近,已经成功地尝试了使用机器学习来识别古代玛雅人定居点。这些尝试虽然相关,但却集中在狭窄的区域上,并依靠高质量的空中激光扫描(ALS)数据,该数据仅涵盖古代玛雅人曾经定居的地区的一小部分。另一方面,由欧洲航天局(ESA)哨兵任务制作的卫星图像数据很丰富,更重要的是公开。旨在通过执行不同类型的卫星图像(Sentinel-1和Sentinel-2和ALS)的集成图像细分来定位和识别古老的Maya架构(建筑物,Aguadas和平台)的“发现和识别古代玛雅体系结构(建筑物,Aguadas和平台)的挑战的“发现和识别古老的玛雅体系结构(建筑物,阿吉达斯和平台)的“发现玛雅的奥秘”的挑战, (LIDAR)数据。
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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。
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肿瘤浸润淋巴细胞(TIL)的定量已被证明是乳腺癌患者预后的独立预测因子。通常,病理学家对含有tils的基质区域的比例进行估计,以获得TILS评分。乳腺癌(Tiger)挑战中肿瘤浸润淋巴细胞旨在评估计算机生成的TILS评分的预后意义,以预测作为COX比例风险模型的一部分的存活率。在这一挑战中,作为Tiager团队,我们已经开发了一种算法,以将肿瘤与基质与基质进行第一部分,然后将肿瘤散装区域用于TILS检测。最后,我们使用这些输出来生成每种情况的TILS分数。在初步测试中,我们的方法达到了肿瘤 - 细胞瘤的加权骰子评分为0.791,而淋巴细胞检测的FROC得分为0.572。为了预测生存,我们的模型达到了0.719的C索引。这些结果在老虎挑战的初步测试排行榜中获得了第一名。
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乳腺癌是女性最常见的恶性肿瘤,每年负责超过50万人死亡。因此,早期和准确的诊断至关重要。人类专业知识是诊断和正确分类乳腺癌并定义适当的治疗,这取决于评价不同生物标志物如跨膜蛋白受体HER2的表达。该评估需要几个步骤,包括免疫组织化学或原位杂交等特殊技术,以评估HER2状态。通过降低诊断中的步骤和人类偏差的次数的目标,赫洛挑战是组织的,作为第16届欧洲数字病理大会的并行事件,旨在自动化仅基于苏木精和曙红染色的HER2地位的评估侵袭性乳腺癌的组织样本。评估HER2状态的方法是在全球21个团队中提出的,并通过一些提议的方法实现了潜在的观点,以推进最先进的。
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Glioblastomas是最具侵略性的快速生长的主要脑癌,起源于大脑的胶质细胞。准确鉴定恶性脑肿瘤及其子区域仍然是医学图像分割中最具挑战性问题之一。脑肿瘤分割挑战(Brats)是自动脑胶质细胞瘤分割算法的流行基准,自于其启动。在今年的挑战中,Brats 2021提供了2,000名术前患者的最大多参数(MPMRI)数据集。在本文中,我们提出了两个深度学习框架的新聚合,即在术前MPMRI中的自动胶质母细胞瘤识别的Deepseg和NNU-Net。我们的集合方法获得了92.00,87.33和84.10和Hausdorff距离为3.81,8.91和16.02的骰子相似度分数,用于增强肿瘤,肿瘤核心和全肿瘤区域,单独进行。这些实验结果提供了证据表明它可以在临床上容易地应用,从而助攻脑癌预后,治疗计划和治疗反应监测。
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Color fundus photography and Optical Coherence Tomography (OCT) are the two most cost-effective tools for glaucoma screening. Both two modalities of images have prominent biomarkers to indicate glaucoma suspected. Clinically, it is often recommended to take both of the screenings for a more accurate and reliable diagnosis. However, although numerous algorithms are proposed based on fundus images or OCT volumes in computer-aided diagnosis, there are still few methods leveraging both of the modalities for the glaucoma assessment. Inspired by the success of Retinal Fundus Glaucoma Challenge (REFUGE) we held previously, we set up the Glaucoma grAding from Multi-Modality imAges (GAMMA) Challenge to encourage the development of fundus \& OCT-based glaucoma grading. The primary task of the challenge is to grade glaucoma from both the 2D fundus images and 3D OCT scanning volumes. As part of GAMMA, we have publicly released a glaucoma annotated dataset with both 2D fundus color photography and 3D OCT volumes, which is the first multi-modality dataset for glaucoma grading. In addition, an evaluation framework is also established to evaluate the performance of the submitted methods. During the challenge, 1272 results were submitted, and finally, top-10 teams were selected to the final stage. We analysis their results and summarize their methods in the paper. Since all these teams submitted their source code in the challenge, a detailed ablation study is also conducted to verify the effectiveness of the particular modules proposed. We find many of the proposed techniques are practical for the clinical diagnosis of glaucoma. As the first in-depth study of fundus \& OCT multi-modality glaucoma grading, we believe the GAMMA Challenge will be an essential starting point for future research.
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尽管近期基于深度学习的语义细分,但远程感测图像的自动建筑检测仍然是一个具有挑战性的问题,由于全球建筑物的出现巨大变化。误差主要发生在构建足迹的边界,阴影区域,以及检测外表面具有与周围区域非常相似的反射率特性的建筑物。为了克服这些问题,我们提出了一种生成的对抗基于网络的基于网络的分割框架,其具有嵌入在发电机中的不确定性关注单元和改进模块。由边缘和反向关注单元组成的细化模块,旨在精炼预测的建筑地图。边缘注意力增强了边界特征,以估计更高的精度,并且反向关注允许网络探索先前估计区域中缺少的功能。不确定性关注单元有助于网络解决分类中的不确定性。作为我们方法的权力的衡量标准,截至2021年12月4日,它在Deepglobe公共领导板上的第二名,尽管我们的方法的主要重点 - 建筑边缘 - 并不完全对齐用于排行榜排名的指标。 DeepGlobe充满挑战数据集的整体F1分数为0.745。我们还报告了对挑战的Inria验证数据集的最佳成绩,我们的网络实现了81.28%的总体验证,总体准确性为97.03%。沿着同一条线,对于官方Inria测试数据集,我们的网络总体上得分77.86%和96.41%,而且准确性。
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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。
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使用深度学习方法(DL)方法的结核病(TB)自动分割(TB) - 一致的病变(CXR)可以帮助减少放射科医生的努力,补充临床决策,并有可能改善患者治疗。文献中的大多数作品使用粗边界框注释讨论培训自动分割模型。但是,边界框注释的粒度可能导致在像素级别上包含相当一部分假阳性和负面因素,从而可能对整体语义分割性能产生不利影响。这项研究(i)评估了使用TB一致性病变的细粒注释和(ii)U-NET模型变体的培训和构造的好处CXR。我们使用多种集合方法(例如位和位或位,位 - 最大值和堆叠)评估了分割性能。我们观察到,与单个组成模型和其他集合方法相比,堆叠合奏表现出优异的分割性能(骰子得分:0.5743,95%置信区间:(0.4055,0.7431))。据我们所知,这是第一个应用合奏学习来改善细粒度元素一致性病变细分性能的研究。
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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。
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准确的视网膜血管分割是许多计算机辅助诊断系统的重要任务。然而,由于眼睛的复杂血管结构,它仍然是一个具有挑战性的问题。最近提出了许多血管分割方法,但需要更多的研究来处理薄薄和微小血管的细分。为了解决这个问题,我们提出了一种新的深度学习管道,结合了残留致密净块的效率以及剩余挤压和励磁块。我们在实验上验证了我们在三个数据集中的方法,并表明我们的管道优于最新的现有技术,以评估小血管的捕获度量相关的敏感度量。
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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.
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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.
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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)。
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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。
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