Automatic and consistent meningioma segmentation in T1-weighted MRI volumes and corresponding volumetric assessment is of use for diagnosis, treatment planning, and tumor growth evaluation. In this paper, we optimized the segmentation and processing speed performances using a large number of both surgically treated meningiomas and untreated meningiomas followed at the outpatient clinic. We studied two different 3D neural network architectures: (i) a simple encoder-decoder similar to a 3D U-Net, and (ii) a lightweight multi-scale architecture (PLS-Net). In addition, we studied the impact of different training schemes. For the validation studies, we used 698 T1-weighted MR volumes from St. Olav University Hospital, Trondheim, Norway. The models were evaluated in terms of detection accuracy, segmentation accuracy and training/inference speed. While both architectures reached a similar Dice score of 70% on average, the PLS-Net was more accurate with an F1-score of up to 88%. The highest accuracy was achieved for the largest meningiomas. Speed-wise, the PLS-Net architecture tended to converge in about 50 hours while 130 hours were necessary for U-Net. Inference with PLS-Net takes less than a second on GPU and about 15 seconds on CPU. Overall, with the use of mixed precision training, it was possible to train competitive segmentation models in a relatively short amount of time using the lightweight PLS-Net architecture. In the future, the focus should be brought toward the segmentation of small meningiomas (less than 2ml) to improve clinical relevance for automatic and early diagnosis as well as speed of growth estimates.


翻译:在T1加权磁共振成份和相应的体积评估中,自动和一致的红外线分解功能用于诊断、治疗规划和肿瘤生长评估。在本文中,我们优化了分解和处理速度性能,使用了大量外科治疗的红皮和未经处理的红皮。我们研究了两个不同的3D神经网络结构:(一)一个简单的编码器分解器,类似于3D U-Net,和(二)一个轻量的多级结构(PLS-Net)。此外,我们研究了不同培训计划的影响。在鉴定研究中,我们使用了来自挪威特伦德海姆圣奥拉夫大学医院的698 T1加权的MR体积。模型在检测精度、分解精度和培训/感应速度方面进行了评估。虽然这两种结构平均达到类似Dice分数的70%,但PLS-Net在F1-SU值上比88 %的分数要低得多。对于最大的红度模型而言,最精确的精度是使用PLS-Net的精度,在PS-Net的精度估算中,在大约50小时的精度结构上,在CSLS-CS-S-S-S值的精度结构上,在相对的精度上是接近一个精度的精度的精度的精度上,在C-直度上,在比精度的精度上,在C-SLSLSLSLSLS值为精度上,在大约的精度上,在C的精度上,在C的精度上,在C-25度上是接近。

0
下载
关闭预览

相关内容

机器学习系统设计系统评估标准
[ICML-Google]先宽后窄:对深度薄网络的有效训练
专知会员服务
34+阅读 · 2020年7月5日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
151+阅读 · 2019年10月12日
【TED】生命中的每一年的智慧
英语演讲视频每日一推
9+阅读 · 2019年1月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
【推荐】YOLO实时目标检测(6fps)
机器学习研究会
20+阅读 · 2017年11月5日
【推荐】全卷积语义分割综述
机器学习研究会
19+阅读 · 2017年8月31日
【学习】Hierarchical Softmax
机器学习研究会
4+阅读 · 2017年8月6日
已删除
将门创投
7+阅读 · 2017年7月11日
VIP会员
Top
微信扫码咨询专知VIP会员