Fetal cortical plate segmentation is essential in quantitative analysis of fetal brain maturation and cortical folding. Manual segmentation of the cortical plate, or manual refinement of automatic segmentations is tedious and time-consuming. Automatic segmentation of the cortical plate, on the other hand, is challenged by the relatively low resolution of the reconstructed fetal brain MRI scans compared to the thin structure of the cortical plate, partial voluming, and the wide range of variations in the morphology of the cortical plate as the brain matures during gestation. To reduce the burden of manual refinement of segmentations, we have developed a new and powerful deep learning segmentation method. Our method exploits new deep attentive modules with mixed kernel convolutions within a fully convolutional neural network architecture that utilizes deep supervision and residual connections. We evaluated our method quantitatively based on several performance measures and expert evaluations. Results show that our method outperforms several state-of-the-art deep models for segmentation, as well as a state-of-the-art multi-atlas segmentation technique. We achieved average Dice similarity coefficient of 0.87, average Hausdorff distance of 0.96 mm, and average symmetric surface difference of 0.28 mm on reconstructed fetal brain MRI scans of fetuses scanned in the gestational age range of 16 to 39 weeks. With a computation time of less than 1 minute per fetal brain, our method can facilitate and accelerate large-scale studies on normal and altered fetal brain cortical maturation and folding.
翻译:在对胎儿大脑毛发和皮质折叠进行定量分析时,必须进行骨质骨质断裂的定量分析。 人工分割骨质板或人工精炼自动分解是乏味和耗时的。 另一方面,对骨质板的自动分割则受到以下挑战:与皮质板的薄结构相比,重建的骨质脑MRI扫描的分辨率相对较低;部分挥发;以及大脑在妊娠期成熟时正常骨质板的形态变化范围之广;为减少人工精炼骨质板的负担,或人工精细修补自动分解,我们开发了一种新的和强大的深厚的深度学习分解方法。我们的方法在利用深度监督和残余连接的完全进化神经网络结构中,利用了新的深层的心血管结裂的心部模块;我们根据一些性能测量和专家评价对方法进行了定量评估。 研究结果表明,我们的方法超越了正常的骨质切分解的深度模型,也超越了正常的深度模型模型,同时,在每分钟内对骨质分解的精度上,我们开发了一个新的精度的马质分解结构分解系统分解模型,我们开发了一个新的深层分解系统分解系统分解系统分解方法,我们开发了一个新的深部分解方法,我们的方法利用了一个新的深部分解方法,我们利用了一个新的深部分解了一个新的深部分解的新的深部单元分解方法,从而,从而,在完全分解方法,在使用了一个新的分解方法,在完全分解法分解法分解方法,在完全分解法系法系法系法系中,在完全的心心心心心心心心心心心心神经分解法系法系,从而,在完全制了利用了利用了利用了一个新的模型,在完全的模型,在利用了一个新的第1,在使用了一个新的第1,在完全法第8,在完全的轨道上,在完全制法系内分解方法中,在利用了一个新的第8,在完全法系上,在完全法第1,在完全的轨道上,在完全法第1,在完全法系中,在完全的研解法系平距第1层平距第1 度上,在18的轨道上,在18的