Accurate and safe catheter ablation procedures for patients with atrial fibrillation require precise segmentation of cardiac structures in Intracardiac Echocardiography (ICE) imaging. Prior studies have suggested methods that employ 3D geometry information from the ICE transducer to create a sparse ICE volume by placing 2D frames in a 3D grid, enabling training of 3D segmentation models. However, the resulting 3D masks from these models can be inaccurate and may lead to serious clinical complications due to the sparse sampling in ICE data, frames misalignment, and cardiac motion. To address this issue, we propose an interactive editing framework that allows users to edit segmentation output by drawing scribbles on a 2D frame. The user interaction is mapped to the 3D grid and utilized to execute an editing step that modifies the segmentation in the vicinity of the interaction while preserving the previous segmentation away from the interaction. Furthermore, our framework accommodates multiple edits to the segmentation output in a sequential manner without compromising previous edits. This paper presents a novel loss function and a novel evaluation metric specifically designed for editing. Results from cross-validation and testing indicate that our proposed loss function outperforms standard losses and training strategies in terms of segmentation quality and following user input. Additionally, we show quantitatively and qualitatively that subsequent edits do not compromise previous edits when using our method, as opposed to standard segmentation losses. Overall, our approach enhances the accuracy of the segmentation while avoiding undesired changes away from user interactions and without compromising the quality of previously edited regions, leading to better patient outcomes.


翻译:精确和安全的心房颤动导管消融手术需要对心脏内超声影像中的心脏结构进行精确分割。以往的研究表明,使用来自超声探头的三维几何信息,在三维网格中放置二维帧以创建稀疏的内心超声(IC E)体积,从而使得可以训练三维分割模型。然而,这些模型生成的三维掩膜可能存在不准确的问题,并且由于 IC E 数据的稀疏采样、帧错位、心脏运动等一系列问题,可能导致严重的临床并发症。为了解决这个问题,我们提出了一种交互式编辑框架,允许用户在二维帧上进行涂画,对分割输出进行编辑。用户的交互被映射到三维网格上,并用于执行编辑步骤,从而在与交互附近修改分割,并保留此前远离交互的分割结果。此外,我们的框架可以逐步进行多次编辑,而不会损害之前的编辑结果。此文介绍了一种专门为编辑设计的新型损失函数和新型评估指标。交叉验证和测试结果表明,我们提出的损失函数在病人数据上可达到更好的分割质量。与标准分割损失相比,我们的方法在接收到用户输入后可以避免对之前编辑的区域造成不必要的改变,从而提高了分割的准确性,而不会损害先前编辑区域的质量,从而带来更好的患者结果。

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