Automated lobar segmentation allows regional evaluation of lung disease and is important for diagnosis and therapy planning. Advanced statistical workflows permitting such evaluation is a needed area within respiratory medicine; their adoption remains slow, with poor workflow accuracy. Diseased lung regions often produce high-density zones on CT images, limiting an algorithm's execution to specify damaged lobes due to oblique or lacking fissures. This impact motivated developing an improved machine learning method to segment lung lobes that utilises tracheobronchial tree information to enhance segmentation accuracy through the algorithm's spatial familiarity to define lobar extent more accurately. The method undertakes parallel segmentation of lobes and auxiliary tissues simultaneously by employing multi-task learning (MTL) in conjunction with V-Net-attention, a popular convolutional neural network in the imaging realm. In keeping with the model's adeptness for better generalisation, high performance was retained in an external dataset of patients with four distinct diseases: severe lung cancer, COVID-19 pneumonitis, collapsed lungs and Chronic Obstructive Pulmonary Disease (COPD), even though the training data included none of these cases. The benefit of our external validation test is specifically relevant since our choice includes those patients who have diagnosed lung disease with associated radiological abnormalities. To ensure equal rank is given to all segmentations in the main task we report the following performance (Dice score) on a per-segment basis: normal lungs 0.97, COPD 0.94, lung cancer 0.94, COVID-19 pneumonitis 0.94 and collapsed lung 0.92, all at p<0.05. Even segmenting lobes with large deformations on CT images, the model maintained high accuracy. The approach can be readily adopted in the clinical setting as a robust tool for radiologists.


翻译:自动骨髓切除法允许对肺病进行区域评估,对于诊断和治疗规划非常重要。 允许进行这种评估的高级统计工作流程是呼吸医学中一个需要的领域; 采用这种评估的先进统计工作流程仍然缓慢, 工作流程准确性差差。 疾病肺区域往往在CT图像上产生高密度区, 限制算法执行中指定由于粘结或缺乏裂痕而受损的叶眼。 这一影响促使对肺细胞切除法开发一种改良的机器学习方法, 利用气球龙纹树信息, 通过算法的空间熟悉更准确地界定 Lobar程度来提高分解的准确性。 这种方法同时对观察和辅助组织进行平行分解, 同时使用多任务学习( MTL) 和 V- Net 注意( 流行性神经神经神经神经网络), 在成型模型的偏差中保持高性能, 在四种不同疾病的病人的外部数据集中保留高性能: 严重的肺癌、 COVID-19 肺炎、 崩溃和慢性透析 Pulatealisal 疾病(COP) 进行同步分流分析, 尽管自培训以来, 将高性病的成绩分数纳入了我们的主要诊断。

0
下载
关闭预览

相关内容

100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
165+阅读 · 2020年3月18日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
78+阅读 · 2019年10月10日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
104+阅读 · 2019年10月9日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Multi-Task Learning的几篇综述文章
深度学习自然语言处理
15+阅读 · 2020年6月15日
分布式并行架构Ray介绍
CreateAMind
10+阅读 · 2019年8月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
动物脑的好奇心和强化学习的好奇心
CreateAMind
10+阅读 · 2019年1月26日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
17+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
(TensorFlow)实时语义分割比较研究
机器学习研究会
9+阅读 · 2018年3月12日
计算机视觉近一年进展综述
机器学习研究会
9+阅读 · 2017年11月25日
【推荐】全卷积语义分割综述
机器学习研究会
19+阅读 · 2017年8月31日
Deep learning for cardiac image segmentation: A review
Arxiv
21+阅读 · 2019年11月9日
VIP会员
相关VIP内容
100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
165+阅读 · 2020年3月18日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
78+阅读 · 2019年10月10日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
104+阅读 · 2019年10月9日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
相关资讯
Multi-Task Learning的几篇综述文章
深度学习自然语言处理
15+阅读 · 2020年6月15日
分布式并行架构Ray介绍
CreateAMind
10+阅读 · 2019年8月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
动物脑的好奇心和强化学习的好奇心
CreateAMind
10+阅读 · 2019年1月26日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
17+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
(TensorFlow)实时语义分割比较研究
机器学习研究会
9+阅读 · 2018年3月12日
计算机视觉近一年进展综述
机器学习研究会
9+阅读 · 2017年11月25日
【推荐】全卷积语义分割综述
机器学习研究会
19+阅读 · 2017年8月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员