在技术的发展中,脑部疾病的病例越来越多,提出了更多的治疗方法,并取得了积极的结果。但是,通过大脑质量,早期诊断可以改善成功治疗的可能性,并可以帮助患者更好地恢复治疗。源于这个原因,脑化是如今的医学图像分析中有争议的主题之一。随着体系结构的改进,提出了多种方法并获得竞争分数。在本文中,我们提出了一种将有效网络用于3D图像的技术,尤其是用于大脑质量分类任务解决方案的有效网络B0并达到竞争分数。此外,我们还提出了使用多尺度效率网络对MRI数据切片进行分类的方法
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医学图像预处理中最有争议的研究领域之一是3D CT扫描。随着Covid-19的快速扩散,CT扫描在正确,迅速诊断疾病的功能变得至关重要。它对预防感染有积极影响。通过CT-Scan图像诊断疾病有许多任务,包括Covid-19。在本文中,我们提出了一种使用堆叠深神经网络的方法,通过一系列3D CT扫描图像来检测COVID 19。在我们的方法中,我们使用两个骨架进行实验是Densenet 121和Resnet101。此方法在某些评估指标上实现了竞争性能
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由于肿胀和病态增大,人体组织中组织的异常发育被称为肿瘤。它们主要被归类为良性和恶性。大脑中的肿瘤可能是致命的,因为它可能是癌性的,因此可以以附近的健康细胞为食并不断增加大小。这可能会影响大脑中软组织,神经细胞和小血管。因此,有必要以最高的精度在早期阶段检测和分类。脑肿瘤的大小和位置不同,这使得很难理解其性质。由于附近的健康细胞与肿瘤之间的相似性,即使使用先进的MRI(磁共振成像)技术,脑肿瘤的检测和分类过程也可能是一项繁重的任务。在本文中,我们使用Keras和Tensorflow来实施最先进的卷积神经网络(CNN)架构,例如EdgitionNetB0,Resnet50,Xpection,MobilenetV2和VGG16,使用转移学习来检测和分类三种类型的大脑肿瘤,即神经胶质瘤,脑膜瘤和垂体。我们使用的数据集由3264个2-D磁共振图像和4个类组成。由于数据集的尺寸较小,因此使用各种数据增强技术来增加数据集的大小。我们提出的方法不仅包括数据增强,而且还包括各种图像降级技术,头骨剥离,裁剪和偏置校正。在我们提出的工作效率NETB0体系结构中,最佳准确性为97.61%。本文的目的是区分正常和异常像素,并以更好的准确性对它们进行分类。
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Skull Stripping is a requisite preliminary step in most diagnostic neuroimaging applications. Manual Skull Stripping methods define the gold standard for the domain but are time-consuming and challenging to integrate into pro-cessing pipelines with a high number of data samples. Automated methods are an active area of research for head MRI segmentation, especially deep learning methods such as U-Net architecture implementations. This study compares Vanilla, Residual, and Dense 2D U-Net architectures for Skull Stripping. The Dense 2D U-Net architecture outperforms the Vanilla and Residual counterparts by achieving an accuracy of 99.75% on a test dataset. It is observed that dense interconnections in a U-Net encourage feature reuse across layers of the architecture and allow for shallower models with the strengths of a deeper network.
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阿尔茨海默氏病是一种进行性神经退行性疾病,逐渐剥夺患者的认知功能,并可能以死亡结束。随着当今技术的发展,可以通过磁共振成像(MRI)扫描来检测阿尔茨海默氏病。因此,MRI是最常用于诊断和分析阿尔茨海默氏病进展的技术。有了这项技术,可以使用机器学习自动实现对阿尔茨海默氏病的早期诊断的图像识别。尽管机器学习具有许多优势,但目前使用深度学习的应用更广泛地应用,因为它具有更强的学习能力,并且更适合解决图像识别问题。但是,仍然存在一些挑战以实施深度学习,例如对大型数据集的需求,需要大量的计算资源以及需要仔细的参数设置以防止过度拟合或不足。在应对使用深度学习对阿尔茨海默氏病进行分类的挑战时,本研究提出了使用残留网络18层(RESNET-18)体系结构的卷积神经网络(CNN)方法。为了克服对大型且平衡的数据集的需求,使用来自ImageNet的传输学习并加权损耗函数值,以使每个类具有相同的权重。而且,在这项研究中,通过将网络激活函数更改为MISH激活函数以提高准确性,从而进行了实验。从已经进行的测试结果中,使用转移学习,加权损失和MISH激活函数的模型准确性为88.3%。该准确性值来自基线模型,仅获得69.1%的精度。
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表示技术的快速发展和大规模医学成像数据的可用性必须在3D医学图像分析中快速增加机器学习的使用。特别是,深度卷积神经网络(D-CNN)是关键参与者,并被医学成像界采用,以协助临床医生和医学专家进行疾病诊断。然而,培训深层神经网络,例如在高分辨率3D体积的计算机断层扫描(CT)扫描中进行诊断任务的D-CNN带来了强大的计算挑战。这提出了开发基于深度学习的方法,这些方法在2D图像中具有强大的学习表示形式,而是3D扫描。在本文中,我们提出了一种新的策略,以根据沿轴的相邻切片的描述来训练CT扫描上的\ emph {slice level}分类器。特别是,每一个都是通过卷积神经网络(CNN)提取的。该方法适用于具有每片标签的CT数据集,例如RSNA颅内出血(ICH)数据集,该数据集旨在预测ICH的存在并将其分类为5个不同的子类型。我们在RSNA ICH挑战的最佳4 \%最佳解决方案中获得了单个模型,其中允许模型集成。实验还表明,所提出的方法显着优于CQ500上的基线模型。所提出的方法是一般的,可以应用于其他3D医学诊断任务,例如MRI成像。为了鼓励该领域的新进步,我们将在接受论文后制定我们的代码和预培训模型。
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根据世界卫生组织(世卫组织),癌症是全世界第二次死亡原因,仅对2018年的950万人死亡负责。脑肿瘤计数每四个癌症死亡中的一次。因此,准确和及时诊断脑肿瘤会导致更有效的治疗方法。医生只通过脑手术进行活组织检查操作,并且在诊断肿瘤类型后,考虑治疗计划。基于机器学习算法的自动系统可以允许医生以非侵入性措施诊断脑肿瘤。迄今为止,已经提出了几种图像分类方法以辅助诊断和治疗。对于脑肿瘤分类在这项工作中,我们提供基于深度学习的系统,包含编码器块。这些块作为剩余学习的最大池特征送入。我们的方法展示了通过使用有限的医学图像数据集提高磁共振成像(MRI)图像中的肿瘤分类精度来实现有希望的结果。该模型在数据集中的实验评估由3064 MR图像组成的准确度提出95.98%,这比以前关于此数据库的研究更好。
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Glioblastomas是最具侵略性的快速生长的主要脑癌,起源于大脑的胶质细胞。准确鉴定恶性脑肿瘤及其子区域仍然是医学图像分割中最具挑战性问题之一。脑肿瘤分割挑战(Brats)是自动脑胶质细胞瘤分割算法的流行基准,自于其启动。在今年的挑战中,Brats 2021提供了2,000名术前患者的最大多参数(MPMRI)数据集。在本文中,我们提出了两个深度学习框架的新聚合,即在术前MPMRI中的自动胶质母细胞瘤识别的Deepseg和NNU-Net。我们的集合方法获得了92.00,87.33和84.10和Hausdorff距离为3.81,8.91和16.02的骰子相似度分数,用于增强肿瘤,肿瘤核心和全肿瘤区域,单独进行。这些实验结果提供了证据表明它可以在临床上容易地应用,从而助攻脑癌预后,治疗计划和治疗反应监测。
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Automatic segmentation is essential for the brain tumor diagnosis, disease prognosis, and follow-up therapy of patients with gliomas. Still, accurate detection of gliomas and their sub-regions in multimodal MRI is very challenging due to the variety of scanners and imaging protocols. Over the last years, the BraTS Challenge has provided a large number of multi-institutional MRI scans as a benchmark for glioma segmentation algorithms. This paper describes our contribution to the BraTS 2022 Continuous Evaluation challenge. We propose a new ensemble of multiple deep learning frameworks namely, DeepSeg, nnU-Net, and DeepSCAN for automatic glioma boundaries detection in pre-operative MRI. It is worth noting that our ensemble models took first place in the final evaluation on the BraTS testing dataset with Dice scores of 0.9294, 0.8788, and 0.8803, and Hausdorf distance of 5.23, 13.54, and 12.05, for the whole tumor, tumor core, and enhancing tumor, respectively. Furthermore, the proposed ensemble method ranked first in the final ranking on another unseen test dataset, namely Sub-Saharan Africa dataset, achieving mean Dice scores of 0.9737, 0.9593, and 0.9022, and HD95 of 2.66, 1.72, 3.32 for the whole tumor, tumor core, and enhancing tumor, respectively. The docker image for the winning submission is publicly available at (https://hub.docker.com/r/razeineldin/camed22).
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胰腺中的癌前囊肿或肿瘤的早期检测,即,导管内乳头状粘膜肿瘤(IPMN)是一项具有挑战性且复杂的任务,它可能导致更有利的结果。一旦检测到,还必须准确地对IPMN进行评分,因为低风险IPMN可以在监视计划下进行,而高危IPMN必须在变成癌症之前先手术切除。 IPMN分类的当前标准(Fukuoka等)显示出明显的操作员内和跨操作员变异性,除了容易出错,使适当的诊断不可靠。通过深度学习范式在人工智能方面的既定进展可能为有效支持胰腺癌的医疗决策提供了关键工具。在这项工作中,我们通过提出一种基于AI的新型IPMN分类器来遵循这一趋势,该分类器利用了Transformer网络最近在包括视觉的各种任务(包括视觉的任务)上概括的最新成功。我们特别表明,我们的基于变压器的模型比标准卷积神经网络更好地利用预训练,从而支持视觉中构建的构造统一性,包括医学图像域,并可以更好地解释获得的结果。
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射频和深度学习在自动胶质瘤分级中显示出很高的普及。辐射瘤可以提取手工制作的特征,定量描述胶质瘤等级的专家知识,深度学习在提取促进最终分类的大量高吞吐量功能方面是强大的。然而,随着它们的互补优势尚未充分调查和整合,仍然可以提高现有方法的性能。此外,通常需要病变图来进行测试阶段的最终预测,这是非常麻烦的。在本文中,我们提出了专业知识引导的几何表示学习(录音)框架。手工制作功能和学习特征的几何歧管构建为挖掘深度学习和辐射族之间的隐性关系,从而挖掘相互同意和胶质瘤等级的必要表现。通过专门设计的歧管差异测量,分级模型可以更有效地利用输入图像数据和专家知识,并在测试阶段摆脱病变分段图的要求。拟议的框架是关于要使用的深度学习架构的灵活性。已经评估了三种不同的架构,并比较了五种模型,表明我们的框架总能产生有前途的结果。
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脑转移性疾病的治疗决策依赖于主要器官位点的知识,目前用活组织检查和组织学进行。在这里,我们开发了一种具有全脑MRI数据的准确非侵入性数字组织学的新型深度学习方法。我们的IRB批准的单网回顾性研究由患者(n = 1,399)组成,提及MRI治疗规划和伽马刀放射牢房超过19年。对比增强的T1加权和T2加权流体减毒的反转恢复脑MRI考试(n = 1,582)被预处理,并输入肿瘤细分,模态转移和主要部位分类的建议深度学习工作流程为五个课程之一(肺,乳腺,黑色素瘤,肾等)。十倍的交叉验证产生的总体AUC为0.947(95%CI:0.938,0.955),肺类AUC,0.899(95%CI:0.884,0.915),乳房类AUC为0.990(95%CI:0.983,0.997) ,黑色素瘤ACAC为0.882(95%CI:0.858,0.906),肾类AUC为0.870(95%CI:0.823,0.918),以及0.885的其他AUC(95%CI:0.843,0.949)。这些数据确定全脑成像特征是判别的,以便准确诊断恶性肿瘤的主要器官位点。我们的端到端深度射出方法具有巨大的分类来自全脑MRI图像的转移性肿瘤类型。进一步的细化可以提供一种无价的临床工具,以加快对精密治疗和改进的结果的原发性癌症现场鉴定。
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在最近对基于计算机的诊断系统的进步中,脑肿瘤图像的分类是一项具有挑战性的任务。本文主要着重于通过基于转移学习的深神经网络提升脑肿瘤图像的分类准确性。分类方法是从图像增强操作开始的,包括旋转,变焦,Hori-Zontal Flip,宽度偏移,高度移位和剪切,以增加图像数据集中的多样性。然后,基于Inception-V3的预训练转移学习方法提取输入脑肿瘤图像的一般特征。 fi-Nally,使用4个定制层的深神经网络用于将大多数脑瘤类型的脑肿瘤与脑膜瘤,神经胶质瘤和垂体进行分类。提出的模型以96.25%的总体准确度获得了有效性能,这比某些现有的多分类方法得到了更大的改善。鉴于,超参数的微调以及具有Inception-V3模型的定制DNN的包含导致分类精度的IM提供。
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癌症是人体内部异常细胞的无法控制的细胞分裂,可以蔓延到其他身体器官。它是非传染性疾病(NCDS)和NCDS之一,占全世界总死亡人数的71%,而肺癌是女性乳腺癌后第二次诊断的癌症。肺癌的癌症生存率仅为19%。有各种方法用于诊断肺癌,如X射线,CT扫描,PET-CT扫描,支气管镜检查和活组织检查。然而,为了了解基于组织型H和E染色的肺癌亚型,广泛使用,其中染色在从活组织检查中吸入的组织上进行。研究报道,组织学类型与肺癌预后和治疗相关。因此,早期和准确地检测肺癌组织学是一种迫切需要,并且由于其治疗取决于疾病的组织学,分子曲线和阶段的类型,最重要的是分析肺癌的组织病理学图像。因此,为了加快肺癌诊断的重要过程,减少病理学家的负担,使用深层学习技术。这些技术表明了在分析癌症组织病变幻灯片的分析中提高了疗效。几项研究报告说,卷积神经网络(CNN)在脑,皮肤,乳腺癌,肺癌等各种癌症类型的组织病理学图片的分类中的重要性。在本研究中,通过使用Reset50,VGG-19,Inception_Resnet_V2和DenSenet进行特征提取和三重态丢失来引导CNN以引导CNN,以引导CNN,以引导CNN使得其增加群集间距离并减少集群内距离。
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前列腺癌是男性癌症死亡的最常见原因之一。对非侵入性和准确诊断方法的需求不断增长,促进目前在临床实践中的标准前列腺癌风险评估。尽管如此,从多游幂磁共振图像中开发前列腺癌诊断中的计算机辅助癌症诊断仍然是一个挑战。在这项工作中,我们提出了一种新的深度学习方法,可以通过构建两阶段多数量多流卷积神经网络(CNN)基于架构架构的相应磁共振图像中的前列腺病变自动分类。在不实现复杂的图像预处理步骤或第三方软件的情况下,我们的框架在接收器操作特性(ROC)曲线值为0.87的接收器下实现了该区域的分类性能。结果表现出大部分提交的方法,并分享了普罗妥克斯挑战组织者报告的最高价值。我们拟议的基于CNN的框架反映了辅助前列腺癌中的医学图像解释并减少不必要的活组织检查的可能性。
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脑肿瘤是最常见和最致命的疾病,可在所有年龄组中发现。通常,采用MRI模态来通过放射科医师鉴定和诊断肿瘤。肿瘤区域的正确鉴定及其类型可以帮助诊断随访治疗计划的肿瘤。然而,对于任何分析这种扫描的放射科学家是一种复杂且耗时的任务。基于深度学习的计算机辅助诊断系统的动机,本文提出了使用MRI图像对脑肿瘤区域进行分类和分割脑肿瘤区域的多任务注意力引导的编码器。Mag-Net培训和评估了图的图解数据集,包括冠状,轴向和矢状瘤,具有3种肿瘤脑膜瘤,胶质瘤和垂体肿瘤。通过详尽的实验试验,模型与现有最先进的模型相比,实现了有希望的结果,同时在其他最先进的模型中具有至少数量的培训参数。
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前列腺癌是全球诊断出的最危险的癌症。前列腺诊断受到许多因素的影响,例如病变复杂性,观察者可见性和可变性。在过去的几十年中,许多基于磁共振成像(MRI)的技术已用于前列腺癌的鉴定和分类。开发这些技术至关重要,并且具有很大的医学效果,因为它们可以提高治疗益处和患者生存的机会。已经提出了一种取决于MRI的新技术来改善诊断。该技术包括两个阶段。首先,已经对MRI图像进行了预处理,以使医疗图像更适合于检测步骤。其次,已经基于预先训练的深度学习模型InceptionResnetv2进行了前列腺癌的识别,该模型具有许多优势并取得了有效的结果。在本文中,用于此目的的InceptionResnETV2深度学习模型的平均精度为89.20%,曲线下的面积(AUC)等于93.6%。与其他先前技术相比,该提出的新深度学习技术的实验结果代表了有希望的和有效的结果。
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精神分裂症是一种慢性神经精神疾病,会引起大脑内部的不同结构改变。我们假设将深度学习应用于结构性神经影像学数据集可以检测到与疾病相关的改变,并提高分类和诊断准确性。我们使用单一可用的,常规的T1加权MRI扫描测试了这一假设,我们使用标准后处理方法从中提取了3D全脑结构。然后在三个开放数据集上开发,优化和评估了一个深度学习模型,并对精神分裂症患者进行T1加权MRI扫描。我们提出的模型优于基准模型,该模型还使用3D CNN体系结构对结构MR图像进行了训练。我们的模型几乎能够完美地(ROC曲线下的区域= 0.987),将精神分裂症患者与看不见的结构MRI扫描中的健康对照区分开。区域分析将皮质下区域和心室局部作为最预测的大脑区域。皮层结构在人类的认知,情感和社会功能中起关键作用,这些区域的结构异常与精神分裂症有关。我们的发现证实了精神分裂症与皮质下大脑结构的广泛改变有关,皮层结构信息在诊断分类中提供了突出的特征。总之,这些结果进一步证明了深度学习的潜力,以改善精神分裂症的诊断,并从单个标准的T1加权脑MRI中确定其结构性神经影像学特征。
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Over the years, Machine Learning models have been successfully employed on neuroimaging data for accurately predicting brain age. Deviations from the healthy brain aging pattern are associated to the accelerated brain aging and brain abnormalities. Hence, efficient and accurate diagnosis techniques are required for eliciting accurate brain age estimations. Several contributions have been reported in the past for this purpose, resorting to different data-driven modeling methods. Recently, deep neural networks (also referred to as deep learning) have become prevalent in manifold neuroimaging studies, including brain age estimation. In this review, we offer a comprehensive analysis of the literature related to the adoption of deep learning for brain age estimation with neuroimaging data. We detail and analyze different deep learning architectures used for this application, pausing at research works published to date quantitatively exploring their application. We also examine different brain age estimation frameworks, comparatively exposing their advantages and weaknesses. Finally, the review concludes with an outlook towards future directions that should be followed by prospective studies. The ultimate goal of this paper is to establish a common and informed reference for newcomers and experienced researchers willing to approach brain age estimation by using deep learning models
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卷积神经网络(CNNS)在3D医学图像上自动分割器官或病变取得了显着的成功。最近,视觉变压器网络在2D图像分类任务中表现出卓越的性能。与CNN相比,变压器网络由于其自我关注算法而提取远程特征的吸引力。因此,我们提出了一种称为Bitr-UNET的CNN变压器组合模型,对多模态MRI扫描进行脑肿瘤分割的具体修饰。我们的Bitr-UNET在BRATS2021验证数据集中实现了良好的性能,中值骰子得分0.9335,0.9304和0.8899,以及整个肿瘤,肿瘤核心和增强肿瘤的中位Hausdorff距离2.8284,2.2361和1.4142。在BRATS2021测试数据集上,骰子评分的相应结果为0.9257,0.9350和0.8874,对于Hausdorff距离为3,2.2361和1.4142。该代码在https://github.com/justatinydot/bitr-unet上公开使用。
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