Syn_SegNet:用于常规 3T MRI 中超高场 7T MRI 合成和海马亚场分割的联合深度神经网络

Syn_SegNet: A Joint Deep Neural Network for Ultrahigh-Field 7T MRI Synthesis and Hippocampal Subfield Segmentation in Routine 3T MRI

  • Syn_SegNet:用于常规 3T MRI 中超高场 7T MRI 合成和海马亚场分割的联合深度神经网络
    • 背景
    • 贡献
    • 实验
      • 为了确定哪个模态分割最优做了个实验
      • 消融实验
      • 一个小数据集上的对比试验
    • 方法
      • 合成网络
      • 分割网络
    • 损失函数
    • Thinking

Syn_SegNet:用于常规 3T MRI 中超高场 7T MRI 合成和海马亚场分割的联合深度神经网络

4866 IEEE JOURNAL OF BIOMEDICAL AND HEALTH INFORMATICS, VOL. 27, NO. 10, OCTOBER 2023

背景

3T 图像的信号对比度和分辨率有限,因此在常规 3T MRI 中自动分割这些子场具有挑战性,本文旨利用超高场 7T MRI 合成来改善 3T MRI 中的海马亚场分割。

贡献

  • 首先,我们采用改进的Pix2PixGAN作为合成模型,结合自注意力模块、图像和特征匹配损失以及ROI损失,在海马区域周围生成高质量的7T样MRI。
  • 其次,我们利用具有多尺度深度监督的 3D-UNet 变体作为分割子网络,结合利用先前解剖学知识的解剖加权交叉熵损失。
  • 这项工作的主要贡献如下: • 我们提出了 Syn_SegNet,一种端到端的多任务深度神经网络,用于在常规 3T MRI 上进行 HS 分割,具有通用分辨率。该网络结合了合成和分割任务,通过合成类 7T MRI 来提高 HS 分割精度。
  • 我们对 Pix2PixGAN 进行了修改,包括自注意力机制、图像和特征匹配损失以及聚焦海马体的 ROI 损失,以提高生成的 7T 类 MRI 的质量。
  • 我们采用具有多尺度深度监控的 3D U-Net 变体进行 HS 分割,利用合成的 7T 数据真实的 3T 数据。此外,还设计了解剖学加权交叉熵损失 (AWCloss) 函数,以利用海马体的先验解剖学知识,进一步提高分割性能。
  • 通过对配对的 3T-7T MRI 数据集和公共 3T 数据集的消融研究和比较研究,对所提出的方法进行了广泛的验证。结果表明Syn_SegNet在 HS 分割中的有效性。

实验

为了确定哪个模态分割最优做了个实验

为了确定最适合HS分割的合成MRI模式,我们比较了3种超高场MRI合成:7T T1 MRI、7T T2 MRI和7T T1 + T2 MRI (即同时合成7T T1 MRI和7T T2 MRI)。将合成的图像与原始输入( 3T T1 + T2 MRI)进行拼接,得到最终的分割结果。本实验是在左HS分割数据上进行的。合成7T T1 MRI获得了最高的平均DSC ( 0.677 )和最低的HD95 ( 1.366 ),在大多数HS分割(见表Ⅱ)中优于其他模态。定性地,与7T T2 MRI (见图8)相比,该网络显示了7T T1 MRI更好的细节恢复。基于这些发现,我们进行了7T T1 MRI合成,用于后续实验。
在这里插入图片描述

消融实验

AWCLoss涨了0.01,ds涨了0.02,RoiLoss涨了0.02,fml涨了0.01,self-att涨了0.01
在这里插入图片描述

一个小数据集上的对比试验

合成、分割的方法涨了0.002
在这里插入图片描述
研究表明,将合成的7T MRI数据与常规3T MRI相结合,提高了HS分割的准确性。我们的研究结果突出了联合训练在合成和分割任务中的优越性。不同的任务之间可以互惠互利,从而提高下游任务的性能。ROI损失起着最重要的作用。通过重点保留ROI内重要的结构和纹理信息,ROI损失增强了合成的7T MRI的质量,从而提高了HS分割的准确性。

方法

输入是3T数据,合成7T数据
在这里插入图片描述

合成网络

简单的生成对抗网络,加了self-Attention
在这里插入图片描述

分割网络

3DUNet加上深度监督
在这里插入图片描述

损失函数

确定Syn _ SegNet的最佳超参数值是一个挑战。在评估多个权重组合后,我们设置如下值:
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

Thinking

损失函数多,生成对抗损失函数的权重是0.001,分割的权重是200,相差好大。为啥捏
此篇重要参考文献:
[36] Y. Huo et al., “Synseg-net: Synthetic segmentation without target modality ground truth,” IEEE Trans. Med. Imag., vol. 38, no. 4, pp. 1016–1025, Apr. 2019.
[41] L. Qu, Y. Zhang, S. Wang, P-T. Yap, and D. Shen, “Synthesized 7T MRI from 3T MRI via deep learning in spatial and wavelet domains,” Med. Image Anal., vol. 62, 2020, Art. no. 101663.
[42] Z. Huang, L. Lin, P. Cheng, L. Peng, and X. Tang, “Multi-modal brain tumor segmentation via missing modality synthesis and modality-level attention fusion,” 2022, arXiv:2203.04586.
[43] Z. Zhang, L. Yang, and Y. Zheng, “Translating and segmenting multimodal medical volumes with cycle-and shape-consistency generative adversarial network,” in Proc. IEEE Conf. Comput. Vis. Pattern Recognit., 2018, pp. 9242–9251.

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.mzph.cn/news/595813.shtml

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

list1.Sort((m, n) => m.Id - n.Id); id是double类型的为什么回报错

问题产生的地方 原因 对于 double 类型的属性,不能直接使用减法运算符进行比较。减法运算符只能用于数值类型,而 double 是浮点数类型。 要在 double 属性上进行排序,可以使用 CompareTo 方法或者使用自定义的比较器。 更改 要在 double 属性…

K8s 源码剖析及debug实战之 Kube-Scheduler(五):优选算法详解

文章目录 0. 引言1. 回顾2. PrioritizeNodes3. 有哪些优选算法4. selectHost5. 总结6. 参考 0. 引言 欢迎关注本专栏,本专栏主要从 K8s 源码出发,深入理解 K8s 一些组件底层的代码逻辑,同时借助 debug Minikube 来进一步了解 K8s 底层的代码…

【Linux】Linux 基础命令 crontab命令

1.crontab命令 crond 是linux下用来周期性的执行某种任务或等待处理某些事件的一个守护进程,与windows下的计划任务类似,当安装完成操作系统后,默认会安装此服务 工具,并且会自动启动crond进程,crond进程每分钟会定期检查是否有要执行的任务,如果有要执行的任务,则自动…

鸿蒙应用中图片的显示(Image组件)

目录 1、加载图片资源 1.1、存档图类型数据源 a.本地资源 b.网络资源 c.Resource资源 d.媒体库file://data/storage e.base64 1.2、多媒体像素图片 2、显示矢量图 3、添加属性 3.1、设置图片缩放类型 3.2、设置图片重复样式 3.3、设置图片渲染模式 3.4、设置图…

Go语言基本数据类型

Go语言基本数据类型 1.整型2.浮点型3.复数4.布尔型5.字符串窥探字符串类型字符串内建函数UTF-8编码字符串处理相关的四个包字符串和数字的转换 6.常量 1.整型 Go语言同时提供了有符号和无符号类型的整数运算。这里有int8、int16、int32和int64四种截然不同大小的有符号整数类型…

基于springboot公租房申请管理系统

开发语言:Java 框架:springboot JDK版本:JDK1.8 服务器:tomcat7 数据库:mysql 5.7(一定要5.7版本) 数据库工具:Navicat11 开发软件:eclipse/myeclipse/idea Maven…

程序员常用的学习网站有哪些?10大网站整理

1、CSDN -专业IT技术社区(https://www.csdn.net/) 中国专业IT社区CSDN (Chinese Software Developer Network) 创立于1999年,致力于为中国软件开发者提供知识传播、在线学习、职业发展等全生命周期服务。全力为IT开发者打造分享技术心得、讨…

柯桥小语种学习,留学韩语 生活日常口语 语法

① N이다/A/V/았ㄹ/을지도 모르다 说不定 이미 도착했을 지도 모르니까 전화해 봐요 说不定已经到了,打电话试试 주말에 세일이 있을지도 모르니까 주말에 가 보자 周末说不定会搞活动,我们周末去吧 ② ㄴ/은/는/았었는/ㄹ/을지 모르다 不知道 처음이…

客户回馈机制常用的ChatGPT通用提示词模板

客户回馈计划制定:如何制定客户回馈计划,明确回馈的目标和策略? 回馈方式选择:如何选择合适的回馈方式,如积分、折扣、礼品等? 回馈标准设定:如何设定回馈的标准,确保公平性和合理…

【webstorm中通过附加方式打开一个项目,这个项目本身有git,但是却看不到git的解决方法】

1、如图所示 设置-》版本控制-》未注册的根,选中后,再点加号,就可以了 2、如图所示 版本控制-》直接点加号-》选中项目路径,vcs选择git,点击确定就可以了

Java实战:Swing版记事本

文章目录 一、实战概述二、运行效果三、涉及知识点四、实现步骤(一)创建Java项目(二)准备图片素材(三)存放帮助文件(四)创建包与类1、继承JFrame类2、声明变量3、添加主方法4、编写初始化图形用户界面方法5、编写保存文件方法 - saveFile()6、编写打开文件方法 - openF…

prometheus grafana mysql监控配置使用

文章目录 前传bitnami/mysqld-exporter:0.15.1镜像出现了问题.my.cnf可以用这个"prom/mysqld-exporter:v0.15.0"镜像重要的事情mysql监控效果外传 前传 prometheus grafana的安装使用:https://nanxiang.blog.csdn.net/article/details/135384541 本文说…

一个简易的SpringAOP实例

1、引入依赖 <?xml version"1.0" encoding"UTF-8"?> <project xmlns"http://maven.apache.org/POM/4.0.0"xmlns:xsi"http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"xsi:schemaLocation"http://maven.apache.org/POM/4.…

【电商项目实战】沙箱支付模拟支付功能

&#x1f389;&#x1f389;欢迎来到我的CSDN主页&#xff01;&#x1f389;&#x1f389; &#x1f3c5;我是Java方文山&#xff0c;一个在CSDN分享笔记的博主。&#x1f4da;&#x1f4da; &#x1f31f;推荐给大家我的专栏《电商项目实战》。&#x1f3af;&#x1f3af; &am…

芯片SIC8833可开发打气泵方案

无线车载打气泵方案由一块PCBA板集成其所需的功能&#xff0c;其充气原理是发动机通过两根三角带驱动气泵曲轴&#xff0c;进而驱动活塞进行打气&#xff0c;打出的气体通过导气管导入储气筒。另一方面储气筒又通过一根导气管将储气筒内的气体导入固定在气泵上的调压阀内&#…

orangepi 3b安装 miniconda,后安装 opencv-python

参考 https://docs.conda.io/projects/miniconda/en/latest/ 下载miniconda wget https://repo.anaconda.com/miniconda/Miniconda3-py311_23.11.0-2-Linux-aarch64.sh -O ~/miniconda3/miniconda.sh mkdir -p ~/miniconda3 #wget https://repo.anaconda.com/miniconda/Mi…

ClickHouse基础知识(四):ClickHouse 引擎详解

1. 表引擎的使用 表引擎是 ClickHouse 的一大特色。可以说&#xff0c; 表引擎决定了如何存储表的数据。包括&#xff1a; ➢ 数据的存储方式和位置&#xff0c;写到哪里以及从哪里读取数据。 默认存放在/var/lib/clickhouse/data ➢ 支持哪些查询以及如何支持。 ➢ 并发数…

6.vue学习笔记(style绑定+监听器+表单的输入绑定)

文章目录 1.style绑定2.监听器3.表单的输入绑定3.1.复选框3.2.修饰符3.2.1 .lazy 1.style绑定 数据绑定的一个常见需求场景是操纵元素的 CSS style列表&#xff0c;因为style是attribute&#xff0c;我们可以和其他attribute一样使用v-bind将它们和动态字符串绑定。 但是&…

vue-cli创建项目时由esLint校验导致报错或警告的问题及解决

vue-cli创建项目时由esLint校验导致报错或警告的问题及解决 一、万能办法 一、万能办法 //就是在报错的JS文件中第一行写上 /* eslint-disable */链接: https://www.yii666.com/blog/288808.html 其它的方法我遇见了再补充

easycode 插件配置文件

easycode是一个idea生成文件的插件&#xff0c;以下是我的一个项目中配置信息&#xff0c;需要的可以拿走&#xff0c;保存成json文件导入即可 {"author" : "XXX","version" : "1.2.8","userSecure" : "","…