关键词:
脑室分割
深度学习
脑室内出血(IVH)
对称感知
端到端网络
摘要:
目的脑室是人脑重要结构,在临床实践中,其大小、形状变化与多种慢性和急性神经系统疾病息息相关,对脑室的精确分割能够为脑部相关疾病的诊断提供有价值的辅助信息。随着深度学习在医学图像处理领域的迅速发展,医学图像分割任务取得了重大进展。然而,脑室内出血患者的脑室分割问题仍然有待探索。方法本文聚焦于脑室内出血患者的脑室分割问题,针对其面临的目标遮挡、边界不清晰等问题,提出针对性的脑室分割算法——基于端到端对比学习对称感知的脑室分割网络。该模型首先基于空间转换网络实现自适应图像校正,获取任意角度下输入图像的脑室对称图像。然后通过对比学习算法并结合加权对称损失函数施加对图像的对称性约束。通过上述方法可实现脑室分割网络的端到端训练,上游网络与下游分割任务协同合作。结果基于不同分割网络模型的实验结果表明,该方案在脑室内出血患者的脑室分割任务上可取得性能提升,该方案按病例和切片评估的Dice系数指标平均增益分别达到1.09%和1.28%。结合本文算法,最优模型按病例评估的DSC(Dice similarity coefficient)系数和召回率分别达到85.17%和84.03%。结论本文所提出算法对CT(computed tomography)和MR(magnetic resonance)图像的脑室分割均取得了有效提升,对脑室内出血患者相关医学图像分割提升尤为显著,并且本文方法可移植性强,可适用于多种分割网络。