Background. Functional assessment of right ventricle (RV) using gated myocardial perfusion single-photon emission computed tomography (MPS) heavily relies on the precise extraction of right ventricular contours. In this paper, we present a new deep-learning-based model integrating both the spatial and temporal features in gated MPS images to perform the segmentation of the RV epicardium and endocardium. Methods. By integrating the spatial features from each cardiac frame of the gated MPS and the temporal features from the sequential cardiac frames of the gated MPS, we developed a Spatial-Temporal V-Net (ST-VNet) for automatic extraction of RV endocardial and epicardial contours. In the ST-VNet, a V-Net is employed to hierarchically extract spatial features, and convolutional long-term short-term memory (ConvLSTM) units are added to the skip-connection pathway to extract the temporal features. The input of the ST-VNet is ECG-gated sequential frames of the MPS images and the output is the probability map of the epicardial or endocardial masks. A Dice similarity coefficient (DSC) loss which penalizes the discrepancy between the model prediction and the ground truth was adopted to optimize the segmentation model. Results. Our segmentation model was trained and validated on a retrospective dataset with 45 subjects, and the cardiac cycle of each subject was divided into 8 gates. The proposed ST-VNet achieved a DSC of 0.8914 and 0.8157 for the RV epicardium and endocardium segmentation, respectively. The mean absolute error, the mean squared error, and the Pearson correlation coefficient of the RV ejection fraction (RVEF) between the ground truth and the model prediction were 0.0609, 0.0830, and 0.6985. Conclusion. Our proposed ST-VNet is an effective model for RV segmentation. It has great promise for clinical use in RV functional assessment.

背景：心肌灌注SPECT（MPS）对左心室（LV）功能的评估依赖于准确的心肌分割。本文的目的是开发和验证一种新的方法，该方法将深度学习与形状先验结合在一起，以精确提取LV心肌以自动测量LV功能参数。方法：开发了与形状变形模块集成三维（3D）V-NET的分割体系结构。使用动态编程（DP）算法生成的形状先验，然后在模型训练期间限制并指导模型输出，以快速收敛和改善性能。分层的5倍交叉验证用于训练和验证我们的模型。结果：我们提出的方法的结果与地面真理的结果一致。我们提出的模型的骰子相似性系数（DSC）为0.9573（0.0244），0.9821（0.0137）和0.9903（0.0041），Hausdorff距离（HD）6.7529（2.7334）（2.7334）mm，7.2507（3.2507（3.1952）MMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMM MM，和7.6122 3.0134）MM分别提取心内膜，心肌和心外膜。结论：我们提出的方法在提取LV心肌轮廓和评估LV功能方面具有很高的精度。

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。

全身动态PET中的受试者运动引入了框架间的不匹配，并严重影响参数成像。传统的非刚性注册方法通常在计算上是强度且耗时的。深度学习方法在快速速度方面实现高精度方面是有希望的，但尚未考虑示踪剂分布变化或整体范围。在这项工作中，我们开发了一个无监督的自动深度学习框架，以纠正框架间的身体运动。运动估计网络是一个卷积神经网络，具有联合卷积长的短期记忆层，充分利用动态的时间特征和空间信息。我们的数据集在90分钟的FDG全身动态PET扫描中包含27个受试者。与传统和深度学习基线相比，具有9倍的交叉验证，我们证明了拟议的网络在增强的定性和定量空间对齐方面获得了卓越的性能在显着降低参数拟合误差中。我们还展示了拟议的运动校正方法的潜力来影响对估计参数图像的下游分析，从而提高了将恶性与良性多代谢区域区分开的能力。一旦受过培训，我们提出的网络的运动估计推理时间比常规注册基线快460倍，表明其潜力很容易应用于临床环境中。

Delineation of the left ventricular cavity, myocardium and right ventricle from cardiac magnetic resonance images (multi-slice 2D cine MRI) is a common clinical task to establish diagnosis. The automation of the corresponding tasks has thus been the subject of intense research over the past decades. In this paper, we introduce the "Automatic Cardiac Diagnosis Challenge" dataset (ACDC), the largest publicly-available and fully-annotated dataset for the purpose of Cardiac MRI (CMR) assessment. The dataset contains data from 150 multi-equipments CMRI recordings with reference measurements and classification O. Bernard and F. Cervenansky are with the

在核成像中，有限的分辨率会导致影响图像清晰度和定量准确性的部分体积效应（PVE）。已证明来自CT或MRI的高分辨率解剖信息的部分体积校正（PVC）已被证明是有效的。但是，这种解剖学引导的方法通常需要乏味的图像注册和分割步骤。由于缺乏具有高端CT和相关运动伪像的混合体SPECT/CT扫描仪，因此很难获得准确的分段器官模板，尤其是在心脏SPECT成像中。轻微的错误注册/错误分段将导致PVC后的图像质量严重降解。在这项工作中，我们开发了一种基于深度学习的方法，用于快速心脏SPECT PVC，而无需解剖信息和相关的器官分割。所提出的网络涉及密集连接的多维动态机制，即使网络经过充分训练，也可以根据输入图像对卷积内核进行调整。引入了心脏内血容量（IMBV）作为网络优化的附加临床损失函数。提出的网络表明，使用Technetium-99M标记的红细胞在GE发现NM/CT 570C专用心脏SPECT扫描仪上获得的28个犬类研究表现有希望的表现。这项工作表明，与没有这种机制的同一网络相比，具有密集连接的动态机制的提议网络产生了较高的结果。结果还表明，没有解剖信息的提出的网络可以与解剖学引导的PVC方法产生的图像产生具有统计上可比的IMBV测量的图像，这可能有助于临床翻译。

目的：多发性硬化症（MS）是一种自身免疫和脱髓鞘疾病，导致中枢神经系统的病变。可以使用磁共振成像（MRI）跟踪和诊断该疾病。到目前为止，多数多层自动生物医学方法用于在成本，时间和可用性方面对患者没有有益的病变。本文的作者提出了一种使用只有一个模态（Flair Image）的方法，准确地将MS病变分段。方法：由3D-Reset和空间通道注意模块进行设计，灵活的基于补丁的卷积神经网络（CNN），以段MS病变。该方法由三个阶段组成：（1）对比度限制自适应直方图均衡（CLAHE）被施加到原始图像并连接到提取的边缘以形成4D图像; （2）尺寸80 * 80 * 80 * 2的贴片从4D图像中随机选择; （3）将提取的贴片传递到用于分割病变的关注的CNN中。最后，将所提出的方法与先前的相同数据集进行比较。结果：目前的研究评估了模型，具有测试集的ISIB挑战数据。实验结果表明，该方法在骰子相似性和绝对体积差方面显着超越了现有方法，而该方法仅使用一种模态（Flair）来分割病变。结论：作者推出了一种自动化的方法来分割基于最多两种方式作为输入的损伤。所提出的架构由卷积，解卷积和SCA-VOXRES模块作为注意模块组成。结果表明，所提出的方法优于与其他方法相比良好。

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。

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。

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。

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。

检测软骨损失对于诊断骨和类风湿关节炎至关重要。到目前为止，已经有大量自动分割工具用于大型关节的磁共振图像中的软骨评估。与膝盖或臀部相比，手腕软骨具有更复杂的结构，因此为大型关节开发的自动工具预计不会用于手腕软骨分割。在这方面，全自动手腕软骨分割方法将具有很高的临床感兴趣。我们评估了U-NET体系结构的四个优化变体的性能，并截断了其深度和注意力层（U-NET_AL）。将相应的结果与我们先前设计的基于斑块的卷积神经网络（CNN）的结果进行了比较。基于使用几个形态学（2D DSC，3D DSC，精度）和体积指标的比较分析进行了比较分析评估分割质量。这四个网络在分割均匀性和质量方面优于基于补丁的CNN。使用U-NET_AL计算的中值3D DSC值（0.817）明显大于其他网络计算的相应DSC值。此外，相对于地面真相，U-NET_AL CNN提供了最低的平均体积误差（17％）和最高的Pearson相关系数（0.765）。值得注意的是，使用U-NET_AL计算出的可重复性大于手动分割的可重复性。 U-NET卷积神经网络具有额外的注意层，可提供最佳的手腕软骨分割性能。为了在临床条件下使用，可以在代表一组特定患者的数据集上微调训练的网络。软骨体积测量的误差应使用非MRI方法独立评估。

从电影心脏磁共振（CMR）成像中恢复心脏的3D运动可以评估区域心肌功能，对于理解和分析心血管疾病很重要。但是，3D心脏运动估计是具有挑战性的，因为获得的Cine CMR图像通常是2D切片，它限制了对整个平面运动的准确估计。为了解决这个问题，我们提出了一个新颖的多视图运动估计网络（Mulvimotion），该网络集成了以短轴和长轴平面获取的2D Cine CMR图像，以学习心脏的一致性3D运动场。在提出的方法中，构建了一个混合2D/3D网络，以通过从多视图图像中学习融合表示形式来生成密集的3D运动场。为了确保运动估计在3D中保持一致，在训练过程中引入了形状正则化模块，其中利用了来自多视图图像的形状信息，以提供3D运动估计的弱监督。我们对来自英国生物银行研究的580名受试者的2D Cine CMR图像进行了广泛评估，用于左心室心肌的3D运动跟踪。实验结果表明，该方法在定量和定性上优于竞争方法。

新的SARS-COV-2大流行病也被称为Covid-19一直在全世界蔓延，导致生活猖獗。诸如CT，X射线等的医学成像在通过呈现器官功能的视觉表示来诊断患者时起着重要作用。然而，对于任何分析这种扫描的放射科学家是一种乏味且耗时的任务。新兴的深度学习技术展示了它的优势，在分析诸如Covid-19等疾病和病毒的速度更快的诊断中有助于帮助。在本文中，提出了一种基于自动化的基于深度学习的模型CoVID-19层级分割网络（CHS-Net），其用作语义层次分段器，以通过使用两个级联的CT医学成像来识别来自肺轮廓的Covid-19受感染的区域剩余注意力撤销U-NET（RAIU-Net）模型。 Raiu-net包括具有频谱空间和深度关注网络（SSD）的剩余成立U-Net模型，该网络（SSD）是由深度可分离卷积和混合池（MAX和频谱池）的收缩和扩展阶段开发的，以有效地编码和解码语义和不同的分辨率信息。 CHS-NET接受了分割损失函数的培训，该损失函数是二进制交叉熵损失和骰子损失的平均值，以惩罚假阴性和假阳性预测。将该方法与最近提出的方法进行比较，并使用标准度量评估，如准确性，精度，特异性，召回，骰子系数和jaccard相似度以及与Gradcam ++和不确定性地图的模型预测的可视化解释。随着广泛的试验，观察到所提出的方法优于最近提出的方法，并有效地将Covid-19受感染的地区进行肺部。

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。

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。

在过去的几年中，卷积神经网络（CNN），尤其是U-NET，一直是医学图像处理时代的流行技术。具体而言，开创性的U-NET及其替代方案成功地设法解决了各种各样的医学图像分割任务。但是，这些体系结构在本质上是不完美的，因为它们无法表现出长距离相互作用和空间依赖性，从而导致具有可变形状和结构的医学图像分割的严重性能下降。针对序列到序列预测的初步提议的变压器已成为替代体系结构，以精确地模拟由自我激进机制辅助的全局信息。尽管设计了可行的设计，但利用纯变压器来进行图像分割目的，可能导致限制的定位容量，导致低级功能不足。因此，一系列研究旨在设计基于变压器的U-NET的强大变体。在本文中，我们提出了Trans-Norm，这是一种新型的深层分割框架，它随同将变压器模块合并为标准U-NET的编码器和跳过连接。我们认为，跳过连接的方便设计对于准确的分割至关重要，因为它可以帮助扩展路径和收缩路径之间的功能融合。在这方面，我们从变压器模块中得出了一种空间归一化机制，以适应性地重新校准跳过连接路径。对医学图像分割的三个典型任务进行了广泛的实验，证明了透气的有效性。代码和训练有素的模型可在https://github.com/rezazad68/transnorm上公开获得。

晚期钆增强磁共振成像（LGE MRI）的左心房（LA）和心房瘢痕分割是临床实践中的重要任务。 ％，引导消融治疗和预测心房颤动（AF）患者的治疗结果。然而，由于图像质量差，各种La形状，薄壁和周围增强区域，自动分割仍然具有挑战性。以前的方法通常独立解决了这两个任务，并忽略了洛杉矶和疤痕之间的内在空间关系。在这项工作中，我们开发了一个新的框架，即atrialjsqnet，其中La分段，在La表面上的瘢痕投影以及疤痕量化，在端到端的样式中进行。我们通过明确的表面投影提出了一种形状注意（SA），以利用LA和LA瘢痕之间的固有相关性。具体而言，SA方案嵌入到多任务架构中以执行联合LA分段和瘢痕量化。此外，引入了空间编码（SE）丢失以包含目标的连续空间信息，以便在预测的分割中减少嘈杂的斑块。我们从Miccai2018 La挑战中评估了60 LGE MRIS上提出的框架。在公共数据集上的广泛实验表明了拟议的ATRIALJSQNET的效果，从而实现了最先进的竞争性能。明确探索了LA分割和瘢痕量化之间的相关性，并对这两个任务显示出显着的性能改进。一旦稿件接受通过https://zmiclab.github.io/projects.html，就会公开发布的代码和结果。

儿科肌肉骨骼系统的形态学和诊断评价在临床实践中至关重要。但是，大多数分段模型在稀缺的儿科成像数据上都不好。我们提出了一种新的预训练的正则化卷积编码器 - 解码器，用于分割异质儿科磁共振（MR）图像的具有挑战性的任务。在这方面，我们采用转移学习方法以及正规化策略来改善分段模型的概括。为此，我们已经构思了用于分割网络的新颖优化方案，其包括丢失函数的额外正则化术语。为了获得全局一致的预测，我们纳入了基于形状的正则化，从自动编码器学习的非线性形状表示来源。另外，通过鉴别器计算的对抗正规化是集成的，以鼓励合理的描绘。评估来自脚踝和肩部关节的两个稀缺的小儿摄像数据集的多骨分割任务的方法，包括病理和健康检查。所提出的方法与先前提出的骰子，灵敏度，特异性，最大对称表面距离，平均对称表面距离和相对绝对体积差异度量的方法更好或以前的方法进行更好或以前的方法进行比例。我们说明所提出的方法可以很容易地集成到各种骨骼分割策略中，并且可以提高在大型非医学图像数据库上预先培训的模型的预测准确性。获得的结果为小儿肌肉骨骼障碍的管理带来了新的视角。

Achieving accurate and automated tumor segmentation plays an important role in both clinical practice and radiomics research. Segmentation in medicine is now often performed manually by experts, which is a laborious, expensive and error-prone task. Manual annotation relies heavily on the experience and knowledge of these experts. In addition, there is much intra- and interobserver variation. Therefore, it is of great significance to develop a method that can automatically segment tumor target regions. In this paper, we propose a deep learning segmentation method based on multimodal positron emission tomography-computed tomography (PET-CT), which combines the high sensitivity of PET and the precise anatomical information of CT. We design an improved spatial attention network(ISA-Net) to increase the accuracy of PET or CT in detecting tumors, which uses multi-scale convolution operation to extract feature information and can highlight the tumor region location information and suppress the non-tumor region location information. In addition, our network uses dual-channel inputs in the coding stage and fuses them in the decoding stage, which can take advantage of the differences and complementarities between PET and CT. We validated the proposed ISA-Net method on two clinical datasets, a soft tissue sarcoma(STS) and a head and neck tumor(HECKTOR) dataset, and compared with other attention methods for tumor segmentation. The DSC score of 0.8378 on STS dataset and 0.8076 on HECKTOR dataset show that ISA-Net method achieves better segmentation performance and has better generalization. Conclusions: The method proposed in this paper is based on multi-modal medical image tumor segmentation, which can effectively utilize the difference and complementarity of different modes. The method can also be applied to other multi-modal data or single-modal data by proper adjustment.