Accurate segmentation of macular edema, a hallmark pathological feature in vision-threatening conditions such as age-related macular degeneration and diabetic macular edema, is essential for clinical diagnosis and management. To overcome the challenges of segmenting fluid regions in optical coherence tomography (OCT) images-notably ambiguous boundaries and cross-device heterogeneity-this study introduces Prior-AttUNet, a segmentation model augmented with generative anatomical priors. The framework adopts a hybrid dual-path architecture that integrates a generative prior pathway with a segmentation network. A variational autoencoder supplies multi-scale normative anatomical priors, while the segmentation backbone incorporates densely connected blocks and spatial pyramid pooling modules to capture richer contextual information. Additionally, a novel triple-attention mechanism, guided by anatomical priors, dynamically modulates feature importance across decoding stages, substantially enhancing boundary delineation. Evaluated on the public RETOUCH benchmark, Prior-AttUNet achieves excellent performance across three OCT imaging devices (Cirrus, Spectralis, and Topcon), with mean Dice similarity coefficients of 93.93%, 95.18%, and 93.47%, respectively. The model maintains a low computational cost of 0.37 TFLOPs, striking an effective balance between segmentation precision and inference efficiency. These results demonstrate its potential as a reliable tool for automated clinical analysis.


翻译:黄斑水肿是年龄相关性黄斑变性和糖尿病性黄斑水肿等威胁视力疾病的关键病理特征,其精确分割对于临床诊断与管理至关重要。为克服光学相干断层扫描(OCT)图像中积液区域分割的挑战——尤其是边界模糊与跨设备异质性——本研究提出了Prior-AttUNet,一种通过生成式解剖先验增强的分割模型。该框架采用混合双路径架构,将生成式先验路径与分割网络相集成。变分自编码器提供多尺度规范解剖先验,而分割主干网络则融合密集连接块与空间金字塔池化模块,以捕获更丰富的上下文信息。此外,一种由解剖先验引导的新型三重注意力机制,在解码阶段动态调节特征重要性,显著提升了边界描绘能力。在公开基准数据集RETOUCH上的评估表明,Prior-AttUNet在三种OCT成像设备(Cirrus、Spectralis和Topcon)上均取得优异性能,平均Dice相似系数分别达到93.93%、95.18%和93.47%。该模型保持了0.37 TFLOPs的低计算成本,在分割精度与推理效率间实现了有效平衡。这些结果证明了其作为自动化临床分析可靠工具的潜力。

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