来自3D CTA的多结构(即肾脏,肾脏,动脉和静脉)的准确和自动分割是基于手术的肾脏癌治疗的最重要任务之一(例如,腹腔镜部分肾切除术)。本文简要介绍了MICCAI 2022 KIPA挑战中多结构SEG-Interation方法的主要技术细节。本文的主要贡献是,我们设计具有大量上下文信息限制功能的3D UNET。我们的方法在MICCAI 2022 KIPA CHAL-LENGE开放测试数据集上排名第八,平均位置为8.2。我们的代码和训练有素的模型可在https://github.com/fengjiejiejiejie/kipa22_nnunet上公开获得。
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计算机断层扫描(CTA)图像上的三维(3D)肾脏解析具有极大的临床意义。肾脏,肾肿瘤,肾静脉和肾动脉的自动分割在基于手术的肾癌治疗方面受益匪浅。在本文中,我们提出了一个新的NNHRA-UNET网络,并使用一个基于它的多阶段框架来细分肾脏的多结构并参加KIPA2022挑战。
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头颈肿瘤分割挑战(Hecktor)2022为研究人员提供了一个平台,可以将其解决方案与3D CT和PET图像的肿瘤和淋巴结分割。在这项工作中,我们描述了针对Hecktor 2022分割任务的解决方案。我们将所有图像重新样本为共同的分辨率,在头颈部和颈部区域周围的作物,并从Monai训练Segresnet语义分割网络。我们使用5倍的交叉验证来选择最佳模型检查点。最终提交是3次运行中的15个型号的合奏。我们的解决方案(NVAUTO团队名称)以0.78802的汇总骰子得分在Hecktor22挑战排行榜上获得第一名。
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多模式性荧光脱氧葡萄糖(FDG)正电子发射断层扫描 /计算机断层扫描(PET / CT)已常规用于评估常见癌症,例如肺癌,淋巴瘤和黑色素瘤。这主要归因于以下事实:PET/CT结合了对PET肿瘤检测的高灵敏度和CT的解剖学信息。在PET/CT图像评估中,自动肿瘤分割是重要的一步,近年来,基于深度学习的方法已成为最新方法。不幸的是,现有的方法倾向于过度细分肿瘤区域,并包括正常摄取器官,炎症和其他感染等区域。在这项研究中,我们引入了一个假阳性还原网络以克服这一限制。我们首先引入了一个自制的预训练的全球分割模块,以使用自我监督的预训练的编码器粗糙地描绘候选肿瘤区域。然后,通过局部细化模块去除假阳性来完善候选肿瘤区域。我们对MICCAI 2022自动病变分割的实验在全身FDG-PET/CT(AUTOPET)挑战数据集中表明,我们的方法在初步测试数据中获得了0.9324的骰子得分,并在排行榜上排名第一。我们的方法在最终测试数据的前7位方法中也排名,最终排名将在2022 MICCAI AUTOPET研讨会期间宣布。我们的代码可在以下网址提供:https://github.com/yigepeng/autopet_false_posisity_reduction。
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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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肾癌是最常见的癌症类型之一。治疗经常包括手术干预。但是,在这种情况下,由于区域解剖关系,手术尤其具有挑战性。器官描述可以显着改善手术计划和执行。在这一贡献中,我们提出了两个完全卷积网络的合奏,以分割肾脏,肿瘤,静脉和动脉。尽管Segresnet架构在肿瘤上取得了更好的性能,但NNU-NET为肾脏,动脉和静脉提供了更精确的分割。因此,在我们提出的方法中,我们结合了这两个网络,并通过增加混合增强进一步提高了性能。
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Outcome prediction is crucial for head and neck cancer patients as it can provide prognostic information for early treatment planning. Radiomics methods have been widely used for outcome prediction from medical images. However, these methods are limited by their reliance on intractable manual segmentation of tumor regions. Recently, deep learning methods have been proposed to perform end-to-end outcome prediction so as to remove the reliance on manual segmentation. Unfortunately, without segmentation masks, these methods will take the whole image as input, such that makes them difficult to focus on tumor regions and potentially unable to fully leverage the prognostic information within the tumor regions. In this study, we propose a radiomics-enhanced deep multi-task framework for outcome prediction from PET/CT images, in the context of HEad and neCK TumOR segmentation and outcome prediction challenge (HECKTOR 2022). In our framework, our novelty is to incorporate radiomics as an enhancement to our recently proposed Deep Multi-task Survival model (DeepMTS). The DeepMTS jointly learns to predict the survival risk scores of patients and the segmentation masks of tumor regions. Radiomics features are extracted from the predicted tumor regions and combined with the predicted survival risk scores for final outcome prediction, through which the prognostic information in tumor regions can be further leveraged. Our method achieved a C-index of 0.681 on the testing set, placing the 2nd on the leaderboard with only 0.00068 lower in C-index than the 1st place.
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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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胰腺癌是与癌症相关死亡的全球主要原因之一。尽管深度学习在计算机辅助诊断和检测方法(CAD)方法中取得了成功,但很少关注胰腺癌的检测。我们提出了一种检测胰腺肿瘤的方法,该方法在周围的解剖结构中利用临床上的特征,从而更好地旨在利用放射科医生的知识,而不是其他常规的深度学习方法。为此,我们收集了一个新的数据集,该数据集由99例胰腺导管腺癌(PDAC)和97例没有胰腺肿瘤的对照病例组成。由于胰腺癌的生长模式,肿瘤可能总是可见为低音病变,因此,专家指的是二次外部特征的可见性,这些特征可能表明肿瘤的存在。我们提出了一种基于U-NET样深的CNN的方法,该方法利用以下外部次要特征:胰管,常见的胆管和胰腺以及处理后的CT扫描。使用这些功能,该模型如果存在胰腺肿瘤。这种用于分类和本地化方法的细分实现了99%的敏感性(一个案例)和99%的特异性,这比以前的最新方法的灵敏度增加了5%。与以前的PDAC检测方法相比,该模型还以合理的精度和较短的推理时间提供位置信息。这些结果提供了显着的性能改善,并强调了在开发新型CAD方法时纳入临床专家知识的重要性。
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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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尽管存在能够在许多医疗数据集上表现出很好的语义分割方法,但是通常,它们不设计用于直接用于临床实践。两个主要问题是通过不同的视觉外观的解开数据的概括,例如,使用不同的扫描仪获取的图像,以及计算时间和所需图形处理单元(GPU)存储器的效率。在这项工作中,我们使用基于SpatialConfiguration-Net(SCN)的多器官分段模型,该模型集成了标记器官中的空间配置的先验知识,以解决网络输出中的虚假响应。此外,我们修改了分割模型的体系结构,尽可能地减少其存储器占用空间,而不会急剧影响预测的质量。最后,我们实现了最小的推理脚本,我们优化了两者,执行时间和所需的GPU内存。
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B型主动脉解剖(TBAD)是最严重的心血管事件之一,其特征在于每年的年龄发病率,以及疾病预后的严重程度。目前,计算机断层摄影血管造影(CTA)已被广泛采用TBAD的诊断和预后。 CTA中真菌(TL),假腔(FL)和假腔血栓(FLT)的精确分割对于解剖学特征的精确定量,CTA是至关重要的。然而,现有的作品仅关注TL和FL而不考虑FLT。在本文中,我们提出了ImageTBAD,TBAD的第一个3D计算断层造影血管造影(CTA)图像数据集具有TL,FL和FLT的注释。该建议的数据集包含100个TBAD CTA图像,与现有的医学成像数据集相比,这是体面的大小。由于FLT几乎可以沿着主动脉出现具有不规则形状的主动脉,FLT的分割呈现了各种各样的分割问题,其中目标存在于具有不规则形状的各种位置。我们进一步提出了一种用于TBAD的自动分割的基线方法。结果表明,基线方法可以通过现有的主动脉和TL分段实现与现有工作的可比结果。然而,FLT的分割精度仅为52%,这使大型改进室并显示了我们数据集的挑战。为了促进进一步研究这一具有挑战性的问题,我们的数据集和代码将发布给公众。
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颅内出血分割挑战(实例2022)为研究人员提供了一个平台,以将其解决方案与3D CTS的出血中风区域进行分割。在这项工作中,我们将解决方案描述为实例2022。我们使用2D分割网络,来自Monai的Segresnet,在不重采样的情况下操作切片。最终提交是18个模型的合奏。我们的解决方案(NVAUTO团队名称)在骰子度量标准(0.721)和总排名2方面获得了最高位置。
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自动分割前庭造型瘤(VS)和来自磁共振成像(MRI)的耳蜗可以促进与治疗计划。无监督的分割方法已显示出令人鼓舞的结果,而无需耗时且费力的手动标记过程。在本文中,我们提出了一种在无监督域的适应设置中进行VS和耳蜗分割的方法。具体而言,我们首先开发了跨站点的跨模式未配对的图像翻译策略,以丰富合成数据的多样性。然后,我们设计了一种基于规则的离线增强技术,以进一步最大程度地减少域间隙。最后,我们采用一个自我训练的自我配置分割框架,以获得最终结果。在Crossmoda 2022验证排行榜上,我们的方法已获得竞争性与耳蜗细分性能,平均骰子得分为0.8178 $ \ pm $ 0.0803和0.8433 $ \ pm $ 0.0293。
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对于头颈癌(HNC)患者管理,自动总肿瘤量(GTV)细分和准确的治疗前癌症复发预测对于协助医师设计个性化管理计划非常重要,这有可能改善治疗结果和治疗结果和HNC患者的生活质量。在本文中,我们基于HNC患者的组合预处理正电子发射断层扫描/计算机发射断层扫描(PET/CT)扫描,开发了一种自动原发性肿瘤(GTVP)和淋巴结(GTVN)分割方法。我们从分段的肿瘤体积中提取了放射素学特征,并构建了多模式肿瘤复发生存率(RFS)预测模型,该模型融合了预测由单独的CT放射线学,PET放射线学和临床模型融合在一起。我们进行了5倍的交叉验证,以训练和评估MICCAI 2022头和颈部肿瘤分割和结果预测挑战(Hecktor)数据集的方法。 GTVP和GTVN分割的测试队列的集合预测分别达到0.77和0.73,RFS预测的C-指数值为0.67。该代码公开可用(https://github.com/wangkaiwan/hecktor-2022-airt)。我们团队的名字叫艾特。
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对于3D医学图像(例如CT和MRI)分割,在临床情况下分割每个切片的难度差异很大。先前以逐片方式进行体积医学图像分割的研究通常使用相同的2D深神经网络来细分同一情况的所有切片,从而忽略了图像切片之间的数据异质性。在本文中,我们专注于多模式3D MRI脑肿瘤分割,并根据自适应模型选择提出了一个名为MED-DANET的动态体系结构网络,以实现有效的准确性和效率折衷。对于输入3D MRI量的每个切片,我们提出的方法学习了决策网络的特定于切片的决策,以动态从预定义的模型库中选择合适的模型,以完成后续的2D分割任务。 Brats 2019和2020年数据集的广泛实验结果表明,我们提出的方法比以前的3D MRI脑肿瘤分割的最先进方法获得了可比或更好的结果,模型的复杂性要少得多。与最新的3D方法TransBT相比,提出的框架提高了模型效率高达3.5倍,而无需牺牲准确性。我们的代码将很快公开可用。
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The crossMoDA challenge aims to automatically segment the vestibular schwannoma (VS) tumor and cochlea regions of unlabeled high-resolution T2 scans by leveraging labeled contrast-enhanced T1 scans. The 2022 edition extends the segmentation task by including multi-institutional scans. In this work, we proposed an unpaired cross-modality segmentation framework using data augmentation and hybrid convolutional networks. Considering heterogeneous distributions and various image sizes for multi-institutional scans, we apply the min-max normalization for scaling the intensities of all scans between -1 and 1, and use the voxel size resampling and center cropping to obtain fixed-size sub-volumes for training. We adopt two data augmentation methods for effectively learning the semantic information and generating realistic target domain scans: generative and online data augmentation. For generative data augmentation, we use CUT and CycleGAN to generate two groups of realistic T2 volumes with different details and appearances for supervised segmentation training. For online data augmentation, we design a random tumor signal reducing method for simulating the heterogeneity of VS tumor signals. Furthermore, we utilize an advanced hybrid convolutional network with multi-dimensional convolutions to adaptively learn sparse inter-slice information and dense intra-slice information for accurate volumetric segmentation of VS tumor and cochlea regions in anisotropic scans. On the crossMoDA2022 validation dataset, our method produces promising results and achieves the mean DSC values of 72.47% and 76.48% and ASSD values of 3.42 mm and 0.53 mm for VS tumor and cochlea regions, respectively.
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语义分割是医学图像计算中最受欢迎的研究领域之一。也许令人惊讶的是,尽管它可以追溯到2018年,但NNU-NET仍在为各种细分问题提供竞争性的开箱即用解决方案,并定期用作挑战挑战算法的开发框架。在这里,我们使用NNU-NET参与AMOS2022挑战,该挑战带有一套独特的任务:数据集不仅是有史以来最大的最大的数据集,而且拥有15个目标结构,而且竞争还需要提交的解决方案来处理这两种MRI和CT扫描。通过仔细修改NNU-NET的超参数,在编码器中添加剩余连接以及设计自定义后处理策略,我们能够实质上改进NNU-NET基线。我们的最终合奏在任务1(CT)的骰子得分为90.13,而任务2(CT+MRI)的骰子得分为89.06,在提供的培训案例中进行了5倍的交叉验证。
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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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来自磁共振成像(MRI)数据的自动脑肿瘤分割在评估治疗和个性化治疗分层的肿瘤反应中起重要作用.Manual分割是乏味的,主观的脑肿瘤细分算法有可能提供目标并且快速肿瘤分割。但是,这种算法的培训需要大量数据集,这些数据集并不总是可用的。数据增强技术可以减少对大型数据集的需求。然而,当前方法主要是参数,并且可能导致次优的性能。我们引入了两个非参数化的脑肿瘤分割的数据增强方法:混合结构正则化(MSR)和Shuffle像素噪声(SPN).we评估了MSR和SPN增强对大脑肿瘤分割(BRATS)2018挑战数据集的附加值与编码器 - 解码器NNU-NNU-NNU-NET架构作为分割算法。从MSR和SPN改善NNU-NET分段与参数高斯噪声增强相比的准确性。当分别将MSR与肿瘤核心和全肿瘤实验的非参数增强分别增加了80%至82%和p值= 0.0022,00028。所提出的MSR和SPN增强有可能在其他任务中提高神经网络性能。
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