Text-guided Medical Image Segmentation has shown considerable promise for medical image segmentation, with rich clinical text serving as an effective supplement for scarce data. However, current methods have two key bottlenecks. On one hand, they struggle to process diagnostic and descriptive texts simultaneously, making it difficult to identify lesions and establish associations with image regions. On the other hand, existing approaches focus on lesions description and fail to capture positional constraints, leading to critical deviations. Specifically, with the text "in the left lower lung", the segmentation results may incorrectly cover both sides of the lung. To address the limitations, we propose the Spatial-aware Symmetric Alignment (SSA) framework to enhance the capacity of referring hybrid medical texts consisting of locational, descriptive, and diagnostic information. Specifically, we propose symmetric optimal transport alignment mechanism to strengthen the associations between image regions and multiple relevant expressions, which establishes bi-directional fine-grained multimodal correspondences. In addition, we devise a composite directional guidance strategy that explicitly introduces spatial constraints in the text by constructing region-level guidance masks. Extensive experiments on public benchmarks demonstrate that SSA achieves state-of-the-art (SOTA) performance, particularly in accurately segmenting lesions characterized by spatial relational constraints.


翻译:文本引导医学图像分割在医学图像分割领域展现出巨大潜力,丰富的临床文本可作为稀缺数据的有效补充。然而,现有方法存在两个关键瓶颈。一方面,它们难以同时处理诊断性文本与描述性文本,导致病灶识别困难且难以建立与图像区域的关联。另一方面,现有方法侧重于病灶描述而未能捕捉位置约束,从而产生关键性偏差。具体而言,对于"左下肺"这一文本描述,分割结果可能错误地覆盖双肺区域。为突破这些局限,我们提出空间感知对称对齐框架,以增强对包含位置、描述与诊断信息的混合医学文本的参照能力。具体而言,我们提出对称最优传输对齐机制,通过建立双向细粒度多模态对应关系,强化图像区域与多个相关文本表达之间的关联。此外,我们设计复合方向引导策略,通过构建区域级引导掩码,在文本中显式引入空间约束。在公开基准上的大量实验表明,SSA框架实现了最先进的性能,尤其在准确分割具有空间关系约束特征的病灶方面表现突出。

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