Achieving accurate and automated tumor segmentation plays an important role in both clinical practice and radiomics research. Segmentation in medicine is now often performed manually by experts, which is a laborious, expensive and error-prone task. Manual annotation relies heavily on the experience and knowledge of these experts. In addition, there is much intra- and interobserver variation. Therefore, it is of great significance to develop a method that can automatically segment tumor target regions. In this paper, we propose a deep learning segmentation method based on multimodal positron emission tomography-computed tomography (PET-CT), which combines the high sensitivity of PET and the precise anatomical information of CT. We design an improved spatial attention network(ISA-Net) to increase the accuracy of PET or CT in detecting tumors, which uses multi-scale convolution operation to extract feature information and can highlight the tumor region location information and suppress the non-tumor region location information. In addition, our network uses dual-channel inputs in the coding stage and fuses them in the decoding stage, which can take advantage of the differences and complementarities between PET and CT. We validated the proposed ISA-Net method on two clinical datasets, a soft tissue sarcoma(STS) and a head and neck tumor(HECKTOR) dataset, and compared with other attention methods for tumor segmentation. The DSC score of 0.8378 on STS dataset and 0.8076 on HECKTOR dataset show that ISA-Net method achieves better segmentation performance and has better generalization. Conclusions: The method proposed in this paper is based on multi-modal medical image tumor segmentation, which can effectively utilize the difference and complementarity of different modes. The method can also be applied to other multi-modal data or single-modal data by proper adjustment.


翻译:在临床实践和放射学研究中,实现准确和自动化肿瘤分解具有重要作用。医学分解现在往往由专家手工操作,这是一项艰巨、昂贵和容易出错的任务。人工批注在很大程度上依赖这些专家的经验和知识。此外,观测器内部和内部有许多差异。因此,制定一种能够自动分解肿瘤目标区域的方法非常重要。在本文件中,我们提议一种基于多式联运正对排放的断层图解剖面(PET-CT)的深层次分解方法,这种方法结合了PET的高度敏感性和CT的精确解析数据。我们设计了一个更好的空间关注网络网络(ISA-Net),以便提高PET或CT在检测肿瘤方面的准确性能。 使用多尺度的变动操作来提取特征信息,能够突出肿瘤区域的位置信息,抑制非图解区域定位信息。此外,我们的网络在计算阶段使用双层断层断层断层断层数据,并在解析阶段结合它们,我们设计了一个更好的数据分解系统内部数据分解法,在SAL-SDS的模型中,这个系统内部数据解析中,这个方法可以用来比较差异和内部数据调整。

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