从心脏病学到神经病学的疾病中，代谢健康越来越多地成为危险因素，身体成分的效率评估对于定量表征这些关系至关重要。 2D低剂量单切层扫描术（CT）提供了高分辨率，定量组织图，尽管视野有限。尽管在量化图像上下文时已经提出了许多潜在的分析，但尚无对低剂量单切片CT纵向变异性进行自动分割的全面研究。我们使用受监督的基于深度学习的细分和无监督的聚类方法研究了1469个巴尔的摩纵向研究（BLSA）腹部数据集的1469名纵向研究（BLSA）腹部数据集的1816片。在前两次扫描中有两年差距的1469名受试者中有300名被选出，以评估纵向变异性，其中包括类内相关系数（ICC）和变异系数（CV），以组织/器官的大小和平均强度为单位。我们表明，我们的分割方法在纵向环境中是稳定的，骰子范围为13个目标腹部组织结构的0.821至0.962。我们观察到ICC <0.5的大多数器官的较高变异性，肌肉，腹壁，脂肪和体膜的变化较低，平均ICC> 0.8。我们发现器官的变异性与2D切片的横截面位置高度相关。我们的努力铺平了定量探索和质量控制，以减少纵向分析中的不确定性。

Objective: Thigh muscle group segmentation is important for assessment of muscle anatomy, metabolic disease and aging. Many efforts have been put into quantifying muscle tissues with magnetic resonance (MR) imaging including manual annotation of individual muscles. However, leveraging publicly available annotations in MR images to achieve muscle group segmentation on single slice computed tomography (CT) thigh images is challenging. Method: We propose an unsupervised domain adaptation pipeline with self-training to transfer labels from 3D MR to single CT slice. First, we transform the image appearance from MR to CT with CycleGAN and feed the synthesized CT images to a segmenter simultaneously. Single CT slices are divided into hard and easy cohorts based on the entropy of pseudo labels inferenced by the segmenter. After refining easy cohort pseudo labels based on anatomical assumption, self-training with easy and hard splits is applied to fine tune the segmenter. Results: On 152 withheld single CT thigh images, the proposed pipeline achieved a mean Dice of 0.888(0.041) across all muscle groups including sartorius, hamstrings, quadriceps femoris and gracilis. muscles Conclusion: To our best knowledge, this is the first pipeline to achieve thigh imaging domain adaptation from MR to CT. The proposed pipeline is effective and robust in extracting muscle groups on 2D single slice CT thigh images.The container is available for public use at https://github.com/MASILab/DA_CT_muscle_seg

2D低剂量单板腹部计算机断层扫描（CT）切片可直接测量身体成分，这对于对衰老的健康关系进行定量表征至关重要。然而，由于不同年内获得的纵向切片之间的位置方差，使用2D腹部切片对人体成分变化的纵向分析具有挑战性。为了减少位置差异，我们将条件生成模型扩展到我们的C-斜肌，该模型在腹部区域进行任意轴向切片作为条件，并通过估计潜在空间的结构变化来生成定义的椎骨水平切片。对来自内部数据集的1170名受试者的实验和BTCV Miccai挑战赛的50名受试者的实验表明，我们的模型可以从现实主义和相似性方面产生高质量的图像。来自巴尔的摩纵向研究（BLSA）数据集的20名受试者的外部实验，其中包含纵向单腹部切片验证了我们的方法可以在肌肉和内脏脂肪面积方面与切片的位置方差进行协调。我们的方法提供了一个有希望的方向，将切片从不同的椎骨水平映射到目标切片，以减少单个切片纵向分析的位置差异。源代码可在以下网址获得：https：//github.com/masilab/c-slicegen。

目的：要开发和验证计算机工具，用于在计算机断层扫描（CT）扫描上描绘的上述组织的自动和同时分割的计算机工具：内脏脂肪（VAT），皮下脂肪（SAT），骨骼脂肪（IMAT），骨骼肌（SM）和骨头。方法：使用了从癌症成像档案（TCIA）获得的100 CT扫描的队列 - 50个全身正电子发射断层扫描（PET）-CTS，25胸和25腹部。手动注释五种不同的身体组合物（VAT，SAT，IMAT，SM和骨骼）。培训次训练策略用于效率。使用已经注释的案例训练了UNET模型。然后，该模型用于为剩余情况启用半自动注释。使用10倍的交叉验证方法来开发和验证几种卷积神经网络（CNNS）的性能，包括UNET，复发性残留的UNET（R2UNET）和UNET ++。在培训CNN模型时使用3-D贴片采样操作。测试了单独培训的CNN模型，看看它们是否可以达到更好的性能而不是共同分割它们。配对样品T检验用于测试统计显着性。结果：在三种CNN模型中，UNET在共同分割五个身体组合物中表现出最佳的整体性能，骰子系数为0.840 +/- 0.091,0.908 +/- 0.067,0.603 +/- 0.084,0.889 +/- 0.027，和0.884 +/- 0.031，Jaccard指数为0.734 +/- 0.119，0.837 +/- 0.096,0.437 +/- 0.082,0.800 +/- 0.042,0.793 +/- 0.049，分别用于增值税，SAT，IMAT， SM和骨头。结论：分段体组合物中的CNN模型中没有显着差异，但共同分段体组合物比分别分割更好的性能。

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.

晚期钆增强磁共振成像（LGE MRI）通常用于可视化和量化左心房（LA）疤痕。疤痕的位置和程度提供了心理生理学和心房颤动进展的重要信息（AF）。因此，LGE MRI的La Scar分段和量化可用于AF患者的计算机辅助诊断和治疗分层。由于手动描绘可能是耗时的，并且经过专家内和专家间变异性，因此非常需要自动化这种计算，这然而仍然仍然具有挑战性和研究。本文旨在为La腔，墙壁，瘢痕和消融差距分割和LGE MRI的定量提供系统审查，以及AF研究的相关文献。具体而言，我们首先总结AF相关的成像技术，特别是LGE MRI。然后，我们详细介绍了四个计算任务的方法，并总结了每个任务中应用的验证策略。最后，概述了未来可能的未来发展，简要调查了上述方法的潜在临床应用。审查表明，该主题的研究仍处于早期阶段。虽然已经提出了几种方法，但特别是对于LA分割，由于与图像采集的高度变化相关的性能问题和图像采集差异有关的性能问题，仍有很大的算法发展。

临床实践中使用的医学图像是异质的，与学术研究中研究的扫描质量不同。在解剖学，伪影或成像参数不寻常或方案不同的极端情况下，预处理会分解。最需要对这些变化的方法可靠。提出了一种新颖的深度学习方法，以将人脑快速分割为132个区域。提出的模型使用有效的U-NET型网络，并从不同视图和分层关系的交点上受益，以在端到端训练期间融合正交2D平面和脑标签。部署了弱监督的学习，以利用部分标记的数据来进行整个大脑分割和颅内体积（ICV）的估计。此外，数据增强用于通过生成具有较高的脑扫描的磁共振成像（MRI）数据来扩展模型训练，同时保持数据隐私。提出的方法可以应用于脑MRI数据，包括头骨或任何其他工件，而无需预处理图像或性能下降。与最新的一些实验相比，使用了不同的Atlases的几项实验，以评估受过训练模型的分割性能，并且与不同内部和不同内部和不同内部方法的现有方法相比，结果显示了较高的分割精度和鲁棒性。间域数据集。

最近关于Covid-19的研究表明，CT成像提供了评估疾病进展和协助诊断的有用信息，以及帮助理解疾病。有越来越多的研究，建议使用深度学习来使用胸部CT扫描提供快速准确地定量Covid-19。兴趣的主要任务是胸部CT扫描的肺和肺病变的自动分割，确认或疑似Covid-19患者。在这项研究中，我们使用多中心数据集比较12个深度学习算法，包括开源和内部开发的算法。结果表明，合并不同的方法可以提高肺部分割，二元病变分割和多种子病变分割的总体测试集性能，从而分别为0.982,0.724和0.469的平均骰子分别。将得到的二元病变分段为91.3ml的平均绝对体积误差。通常，区分不同病变类型的任务更加困难，分别具有152mL的平均绝对体积差，分别为整合和磨碎玻璃不透明度为0.369和0.523的平均骰子分数。所有方法都以平均体积误差进行二元病变分割，该分段优于人类评估者的视觉评估，表明这些方法足以用于临床实践中使用的大规模评估。

从磁共振成像（MRI）数据（称为颅骨条状）中去除非脑信号是许多神经图像分析流的组成部分。尽管它们很丰富，但通常是针对具有特定采集特性的图像量身定制的，即近乎各向异性的分辨率和T1加权（T1W）MRI对比度，这些分辨率在研究环境中很普遍。结果，现有的工具倾向于适应其他图像类型，例如在诊所常见的快速旋转回声（FSE）MRI中获得的厚切片。尽管近年来基于学习的大脑提取方法已获得吸引力，但这些方法面临着类似的负担，因为它们仅对训练过程中看到的图像类型有效。为了在成像协议的景观中实现强大的颅骨缠身，我们引入了Synthstrip，这是一种快速，基于学习的脑萃取工具。通过利用解剖学分割来生成具有解剖学，强度分布和远远超过现实医学图像范围的完全合成训练数据集，Synthstrip学会了成功推广到各种真实获得的大脑图像，从而消除了使用训练数据的需求目标对比。我们证明了合成条的功效对受试者人群的各种图像采集和决议的功效，从新生儿到成人。我们显示出与流行的颅骨基线的准确性的实质性提高 - 所有这些基线都采用单个训练有素的模型。我们的方法和标记的评估数据可在https://w3id.org/synthstrip上获得。

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。

医疗图像分割通常需要在单个图像上分割多个椭圆对象。这包括除其他任务外，还分割了诸如轴向CTA切片的主动脉之类的容器。在本文中，我们提出了一种一般方法，用于改善这些任务中神经网络的语义分割性能，并验证我们在主动脉分割任务中的方法。我们使用两个神经网络的级联反应，其中一个基于U-NET体系结构执行粗糙的分割，另一个对输入的极性图像转换执行了最终分割。粗糙分割的连接组件分析用于构建极性变换，并且使用磁滞阈值融合了对同一图像的多个转换的预测。我们表明，这种方法可以改善主动脉分割性能，而无需复杂的神经网络体系结构。此外，我们表明我们的方法可以提高稳健性和像素级的回忆，同时根据最新的状态实现细分性能。

肺部以外的视野（FOV）组织截断在常规的肺筛查计算机断层扫描（CT）中很常见。这对机会性CT的身体组成（BC）评估构成了局限性，因为缺少关键的解剖结构。传统上，扩展CT的FOV被认为是使用有限数据的CT重建问题。但是，这种方法依赖于应用程序中可能无法使用的投影域数据。在这项工作中，我们从语义图像扩展角度提出问题，该角度仅需要图像数据作为输入。提出的两阶段方法根据完整体的估计范围识别新的FOV边框，并在截短区域中渗出了缺失的组织。使用在FOV中具有完整主体的CT切片对训练样品进行模拟，从而使模型开发自制。我们使用有限FOV的肺筛选CT评估了所提出的方法在自动BC评估中的有效性。提出的方法有效地恢复了缺失的组织并减少了FOV组织截断引入的BC评估误差。在大规模肺部筛查CT数据集的BC评估中，这种校正既可以提高受试者内的一致性和与人体测量近似值的相关性。已开发的方法可在https://github.com/masilab/s-efov上获得。

心肌活力的评估对于患有心肌梗塞的患者的诊断和治疗管理是必不可少的，并且心肌病理学的分类是本评估的关键。这项工作定义了医学图像分析的新任务，即进行心肌病理分割（MYOPS）结合三个序列的心脏磁共振（CMR）图像，该图像首次与Mycai 2020一起在Myops挑战中提出的。挑战提供了45个配对和预对准的CMR图像，允许算法将互补信息与三个CMR序列组合到病理分割。在本文中，我们提供了挑战的详细信息，从十五个参与者的作品调查，并根据五个方面解释他们的方法，即预处理，数据增强，学习策略，模型架构和后处理。此外，我们对不同因素的结果分析了结果，以检查关键障碍和探索解决方案的潜力，以及为未来的研究提供基准。我们得出结论，虽然报告了有前途的结果，但研究仍处于早期阶段，在成功应用于诊所之前需要更深入的探索。请注意，MyOPS数据和评估工具继续通过其主页（www.sdspeople.fudan.edu.cn/zhuangxiahai/0/myops20 /）注册注册。

对心脏周围环境的脂肪库的定量是评估与多种疾病相关的健康风险因素的准确程序。但是，由于人为的工作量，这种类型的评估并未在临床实践中广泛使用。这项工作提出了一种用于自动分割心脏脂肪垫的新技术。该技术基于将分类算法应用于心脏CT图像的分割。此外，我们广泛评估了几种算法在此任务上的性能，并讨论了提供了更好的预测模型。实验结果表明，心外膜和纵隔脂肪分类的平均准确性为98.4％，平均正面速率为96.2％。平均而言，关于分割的患者和地面真相的骰子相似性指数等于96.8％。因此，迄今为止，我们的技术已经获得了心脏脂肪自动分割的最准确结果。

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。

在这项工作中，我们着重于（全身）CT图像中多个解剖结构的自动分割。此任务存在许多分割算法。但是，在大多数情况下，它们遇到了3个问题：1。它们难以使用（代码和数据不公开或难以使用）。 2.它们不概括（通常将训练数据集策划为仅包含非常干净的图像，而这些图像不会反映在临床常规过程中发现的图像分布），3。算法只能分段一个解剖结构。对于更多结构，必须使用几种算法，以增加设置系统所需的精力。在这项工作中，我们发布了一个新的数据集和分割工具包，该工具包解决了所有这三个问题：在1204个CT图像中，我们对104个解剖结构（27个器官，59个骨头，10个肌肉，10次肌肉，8艘船）涵盖了大多数相关类别的大部分使用类别案例。我们展示了改进的工作流程，以创建地面真理分段，从而使过程加快了10倍以上。 CT图像是从临床常规中随机采样的，因此代表了一个现实世界数据集，该数据集将其推广到临床应用。该数据集包含各种不同的病理，扫描仪，序列和位点。最后，我们在此新数据集上训练一种细分算法。我们称此算法总节度器，并使其轻松作为验证的Python PIP软件包（PIP安装总节目器）。用法与TotalSmentemator -I CT.NII.GZ -O SEG一样简单，对于大多数CT图像，它都可以很好地工作。该代码可在https://github.com/wasserth/totalsegnsementator和数据集上获得，请访问https://doi.org/10.5281/zenodo.6802613。

MRI中胎儿结构的体积测量很耗时，并且容易发生错误，因此需要自动分割。由于胎盘模糊边界和胎儿脑皮层复杂的褶皱，胎盘分割和准确的胎儿脑分割进行回旋评估特别具有挑战性。在本文中，我们研究了对问题的轮廓骰子损失的使用，并将其与其他边界损失以及联合骰子和横向内向损失进行比较。通过侵蚀，扩张和XOR操作员有效地计算出每个切片的损失。我们描述了类似于轮廓骰子指标的损失的新公式。骰子损失和轮廓骰子的组合为胎盘分割提供了最佳性能。对于胎儿脑部分割，最佳性能的损失是结合骰子丢失，随后是骰子和轮廓骰子损失的骰子，其性能比其他边界损失更好。

肿瘤分割是放疗治疗计划的基本步骤。为了确定口咽癌患者（OPC）原发性肿瘤（GTVP）的准确分割，需要同时评估不同图像模态，并从不同方向探索每个图像体积。此外，分割的手动固定边界忽略了肿瘤描述中已知的空间不确定性。这项研究提出了一种新型的自动深度学习（DL）模型，以在注册的FDG PET/CT图像上进行逐片自适应GTVP分割的辐射肿瘤学家。我们包括138名在我们研究所接受过（化学）辐射治疗的OPC患者。我们的DL框架利用了间和板板的上下文。连续3片的串联FDG PET/CT图像和GTVP轮廓的序列用作输入。进行了3倍的交叉验证，进行了3​​次，对从113例患者的轴向（a），矢状（s）和冠状（c）平面提取的序列进行了训练。由于体积中的连续序列包含重叠的切片，因此每个切片产生了平均的三个结果预测。在A，S和C平面中，输出显示具有预测肿瘤的概率不同的区域。使用平均骰子得分系数（DSC）评估了25名患者的模型性能。预测是最接近地面真理的概率阈值（在A中为0.70，s为0.70，在s中为0.77，在C平面中为0.80）。提出的DL模型的有希望的结果表明，注册的FDG PET/CT图像上的概率图可以指导逐片自适应GTVP分割中的辐射肿瘤学家。

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

深度神经网络通常需要准确和大量注释，以在医学图像分割中实现出色的性能。单次分割和弱监督学习是有前途的研究方向，即通过仅从一个注释图像学习新类并利用粗标签来降低标签努力。以前的作品通常未能利用解剖结构并遭受阶级不平衡和低对比度问题。因此，我们为3D医学图像分割的创新框架提供了一次性和弱监督的设置。首先，提出了一种传播重建网络，以基于不同人体中的解剖模式类似的假设将来自注释体积的划痕投射到未标记的3D图像。然后，双级功能去噪模块旨在基于解剖结构和像素级别来改进涂鸦。在将涂鸦扩展到伪掩码后，我们可以使用嘈杂的标签培训策略培训新课程的分段模型。一个腹部的实验和一个头部和颈部CT数据集显示所提出的方法对最先进的方法获得显着改善，即使在严重的阶级不平衡和低对比度下也能够稳健地执行。