Covid-19已成为全球大流行，仍然对公众产生严重的健康风险。 CT扫描中肺炎病变的准确和有效的细分对于治疗决策至关重要。我们提出了一种使用循环一致生成的对冲网络（循环GaN）的新型无监督方法，其自动化和加速病变描绘过程。工作流程包括肺体积分割，“合成”健康肺一代，感染和健康的图像减法，以及二元病变面膜创造。首先使用预先训练的U-Net划定肺体积，并作为后续网络的输入。开发了循环GaN，以产生来自受感染的肺图像的合成的“健康”肺CT图像。之后，通过从“受感染的”肺CT图像中减去合成的“健康”肺CT图像来提取肺炎病变。然后将中值过滤器和K-Means聚类应用于轮廓的病变。在两个公共数据集（冠状遗传酶和Radiopedia）上验证了自动分割方法。骰子系数分别达到0.748和0.730，用于冠状遗传酶和RadioPedia数据集。同时，对冠纳卡酶数据集的病变分割性的精度和灵敏度为0.813和0.735，以及用于Radiopedia数据集的0.773和0.726。性能与现有的监督分割网络和以前无监督的特性相当。提出的无监督分割方法在自动Covid-19病变描绘中实现了高精度和效率。分割结果可以作为进一步手动修改的基线和病变诊断的质量保证工具。此外，由于其无人自化的性质，结果不受医师经验的影响，否则对监督方法至关重要。

已显示自动深度学习分割模型可提高分割效率和准确性。但是，训练强大的分割模型需要大量标记的训练样本，这可能是不切实际的。这项研究旨在开发一个深度学习框架，用于生成可用于增强网络培训的合成病变。病变合成网络是一种修改的生成对抗网络（GAN）。具体而言，我们创新了部分卷积策略来构建一个类似于Unet的发电机。该鉴别器是使用具有梯度惩罚和光谱归一化的Wasserstein GAN设计的。开发了基于主成分分析的掩模生成方法，以模拟各种病变形状。然后通过病变合成网络将生成的面膜转换为肝病。评估了病变的合成框架的病变纹理，并使用合成病变来训练病变分割网络，以进一步验证该框架的有效性。所有网络均经过LIT的公共数据集训练和测试。与所采用的两个纹理参数（GLCM-能量和GLCM相关）相比，该方法产生的合成病变具有非常相似的直方图分布。 GLCM-能量和GlCM相关的Kullback-Lebler差异分别为0.01和0.10。包括肿瘤分割网络中的合成病变包括U-NET的分割骰子性能从67.3％显着提高到71.4％（p <0.05）。同时，体积的精度和灵敏度从74.6％提高到76.0％（p = 0.23）和66.1％至70.9％（p <0.01）。合成数据可显着提高分割性能。

最近关于Covid-19的研究表明，CT成像提供了评估疾病进展和协助诊断的有用信息，以及帮助理解疾病。有越来越多的研究，建议使用深度学习来使用胸部CT扫描提供快速准确地定量Covid-19。兴趣的主要任务是胸部CT扫描的肺和肺病变的自动分割，确认或疑似Covid-19患者。在这项研究中，我们使用多中心数据集比较12个深度学习算法，包括开源和内部开发的算法。结果表明，合并不同的方法可以提高肺部分割，二元病变分割和多种子病变分割的总体测试集性能，从而分别为0.982,0.724和0.469的平均骰子分别。将得到的二元病变分段为91.3ml的平均绝对体积误差。通常，区分不同病变类型的任务更加困难，分别具有152mL的平均绝对体积差，分别为整合和磨碎玻璃不透明度为0.369和0.523的平均骰子分数。所有方法都以平均体积误差进行二元病变分割，该分段优于人类评估者的视觉评估，表明这些方法足以用于临床实践中使用的大规模评估。

Automated detecting lung infections from computed tomography (CT) data plays an important role for combating COVID-19. However, there are still some challenges for developing AI system. 1) Most current COVID-19 infection segmentation methods mainly relied on 2D CT images, which lack 3D sequential constraint. 2) Existing 3D CT segmentation methods focus on single-scale representations, which do not achieve the multiple level receptive field sizes on 3D volume. 3) The emergent breaking out of COVID-19 makes it hard to annotate sufficient CT volumes for training deep model. To address these issues, we first build a multiple dimensional-attention convolutional neural network (MDA-CNN) to aggregate multi-scale information along different dimension of input feature maps and impose supervision on multiple predictions from different CNN layers. Second, we assign this MDA-CNN as a basic network into a novel dual multi-scale mean teacher network (DM${^2}$T-Net) for semi-supervised COVID-19 lung infection segmentation on CT volumes by leveraging unlabeled data and exploring the multi-scale information. Our DM${^2}$T-Net encourages multiple predictions at different CNN layers from the student and teacher networks to be consistent for computing a multi-scale consistency loss on unlabeled data, which is then added to the supervised loss on the labeled data from multiple predictions of MDA-CNN. Third, we collect two COVID-19 segmentation datasets to evaluate our method. The experimental results show that our network consistently outperforms the compared state-of-the-art methods.

本文提出了COVID-19患者肺部肺部感染和正常区域的自动分割方法。从2019年12月起，2019年新型冠状病毒疾病（Covid-19）遍布世界，对我们的经济活动和日常生活产生重大影响。为了诊断大量感染的患者，需要计算机诊断辅助。胸部CT对于诊断病毒性肺炎，包括Covid-19是有效的。 Covid-19的诊断辅助需要从计算机的CT卷的肺部条件的定量分析方法。本文用Covid-19分割完全卷积网络（FCN）提出了来自CT卷中的CT卷中肺部感染和正常区域的自动分割方法。在诊断包括Covid-19的肺部疾病中，肺部正常和感染区域的条件分析很重要。我们的方法识别CT卷中的肺正态和感染区。对于具有各种形状和尺寸的细分感染区域，我们引入了密集的汇集连接并扩张了我们的FCN中的互联网。我们将该方法应用于Covid-19案例的CT卷。从轻度到Covid-19的严重病例，所提出的方法在肺部正确分段正常和感染区域。正常和感染区域的骰子评分分别为0.911和0.753。

背景：患者的分类是控制2019年冠状病毒疾病的大流行病（Covid-19），特别是在临床资源极为有限时在大流行的峰值期间。目的：开发一种用合成胸CT自动筛分和量化肺和肺炎病变的方法，并评估Covid-19患者的疾病严重程度。材料和方法：在本研究中，我们通过可用的数据集（来自“肺结核分析2016年”的285个数据集“来生成数据增强以产生合成胸CT图像。合成图像和掩模用于训练2D U-Net神经网络并在203个Covid-19数据集上测试，以产生肺和病变分段。疾病严重程度评分（DL：损伤负荷; DS：损伤得分）是基于分段计算的。使用Pearson方法评估DL / DS和临床实验室测试之间的相关性。 p值<0.05被认为是统计显着性。结果：将自动肺和病变分段与手动注释进行比较。对于肺部分割，骰子相似系数，Jaccard指数和平均表面距离的中值分别为98.56％，97.15％和0.49 mm。病变分割的相同度量分别为76.95％，62.54％和2.36毫米。在DL / DS和百分比淋巴细胞检测中发现显着（P << 0.05）相关性，R值分别为-0.561和-0.501。结论：基于胸部射线照相和数据增强的AI系统对Covid-19患者的肺癌和病变进行了分段。成像结果与临床实验室测试之间的相关性表明该系统的价值作为评估Covid-19疾病严重程度的潜在工具。

背景：2019年新型冠状病毒病（Covid-19）在世界范围内广泛传播，对人们的生活环境造成了巨大的威胁。目的：在计算断层扫描（CT）成像下，Covid-19病变的结构特征在不同情况下复杂且多样化。为了准确定位Covid-19病变并协助医生做出最好的诊断和治疗计划，在CT图像中为Covid-19病变分段提供了深度监督的集合学习网络。方法：考虑到大量CoVID-19 CT图像和相应的病变注释难以获得，采用转移学习策略来弥补缺点并减轻过度装备问题。基于现实，传统的单一深度学习框架难以有效提取Covid-19病变特征，这可能导致一些病变未被发现。为了克服这个问题，提出了一个深度监督的集合学习网络，与Covid-19病变分割的本地和全局特征相结合。结果：验证了该方法的性能在具有公共数据集的实验中验证。与手动注释相比，所提出的方法获得了0.7279的联盟（IOU）的高交叉点。结论：CT图像中的冠状病毒肺炎病变分割介绍了深度监督的集合学习网络。通过目视检查和定量评估验证了所提出的方法的有效性。实验结果表明，拟议的Mehtod在Covid-19病变细分中具有完美的性能。

世界目前正在经历持续的传染病大流行病，该传染病是冠状病毒疾病2019（即covid-19），这是由严重的急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-COV-2）引起的。计算机断层扫描（CT）在评估感染的严重程度方面发挥着重要作用，并且还可用于识别这些症状和无症状的Covid-19载体。随着Covid-19患者的累积数量的激增，放射科医师越来越强调手动检查CT扫描。因此，自动化3D CT扫描识别工具的需求量高，因为手动分析对放射科医师耗时，并且它们的疲劳可能导致可能的误判。然而，由于位于不同医院的CT扫描仪的各种技术规范，CT图像的外观可能显着不同，导致许多自动图像识别方法的失败。因此，多域和多扫描仪研究的多域移位问题是不可能对可靠识别和可再现和客观诊断和预后至关重要的至关重要。在本文中，我们提出了Covid-19 CT扫描识别模型即Coronavirus信息融合和诊断网络（CIFD-NET），可以通过新的强大弱监督的学习范式有效地处理多域移位问题。与其他最先进的方法相比，我们的模型可以可靠，高效地解决CT扫描图像中不同外观的问题。

Segmentation of lung tissue in computed tomography (CT) images is a precursor to most pulmonary image analysis applications. Semantic segmentation methods using deep learning have exhibited top-tier performance in recent years. This paper presents a fully automatic method for identifying the lungs in three-dimensional (3D) pulmonary CT images, which we call it Lung-Net. We conjectured that a significant deeper network with inceptionV3 units can achieve a better feature representation of lung CT images without increasing the model complexity in terms of the number of trainable parameters. The method has three main advantages. First, a U-Net architecture with InceptionV3 blocks is developed to resolve the problem of performance degradation and parameter overload. Then, using information from consecutive slices, a new data structure is created to increase generalization potential, allowing more discriminating features to be extracted by making data representation as efficient as possible. Finally, the robustness of the proposed segmentation framework was quantitatively assessed using one public database to train and test the model (LUNA16) and two public databases (ISBI VESSEL12 challenge and CRPF dataset) only for testing the model; each database consists of 700, 23, and 40 CT images, respectively, that were acquired with a different scanner and protocol. Based on the experimental results, the proposed method achieved competitive results over the existing techniques with Dice coefficient of 99.7, 99.1, and 98.8 for LUNA16, VESSEL12, and CRPF datasets, respectively. For segmenting lung tissue in CT images, the proposed model is efficient in terms of time and parameters and outperforms other state-of-the-art methods. Additionally, this model is publicly accessible via a graphical user interface.

在过去的两年中，Covid-19-19的到来引起的动荡继续带来新的挑战。在这次COVID-19大流行期间，需要快速鉴定感染患者和计算机断层扫描（CT）图像中感染区域的特定描述。尽管已迅速建立了深层监督的学习方法，但图像级和像素级标签的稀缺性以及缺乏可解释的透明度仍然阻碍了AI的适用性。我们可以识别受感染的患者并以极端的监督描绘感染吗？半监督的学习表明，在有限的标记数据和足够的未标记数据下，表现出了有希望的表现。受到半监督学习的启发，我们提出了一种模型不可静止的校准伪标记策略，并将其应用于一致性正则化框架下，以生成可解释的识别和描述结果。我们通过有限的标记数据和足够的未标记数据或弱标记数据的组合证明了模型的有效性。广泛的实验表明，我们的模型可以有效利用有限的标记数据，并为临床常规中的决策提供可解释的分类和分割结果。该代码可从https://github.com/ayanglab/xai covid-11获得。

Accurate airway extraction from computed tomography (CT) images is a critical step for planning navigation bronchoscopy and quantitative assessment of airway-related chronic obstructive pulmonary disease (COPD). The existing methods are challenging to sufficiently segment the airway, especially the high-generation airway, with the constraint of the limited label and cannot meet the clinical use in COPD. We propose a novel two-stage 3D contextual transformer-based U-Net for airway segmentation using CT images. The method consists of two stages, performing initial and refined airway segmentation. The two-stage model shares the same subnetwork with different airway masks as input. Contextual transformer block is performed both in the encoder and decoder path of the subnetwork to finish high-quality airway segmentation effectively. In the first stage, the total airway mask and CT images are provided to the subnetwork, and the intrapulmonary airway mask and corresponding CT scans to the subnetwork in the second stage. Then the predictions of the two-stage method are merged as the final prediction. Extensive experiments were performed on in-house and multiple public datasets. Quantitative and qualitative analysis demonstrate that our proposed method extracted much more branches and lengths of the tree while accomplishing state-of-the-art airway segmentation performance. The code is available at https://github.com/zhaozsq/airway_segmentation.

This paper presents our solution for the 2nd COVID-19 Severity Detection Competition. This task aims to distinguish the Mild, Moderate, Severe, and Critical grades in COVID-19 chest CT images. In our approach, we devise a novel infection-aware 3D Contrastive Mixup Classification network for severity grading. Specifcally, we train two segmentation networks to first extract the lung region and then the inner lesion region. The lesion segmentation mask serves as complementary information for the original CT slices. To relieve the issue of imbalanced data distribution, we further improve the advanced Contrastive Mixup Classification network by weighted cross-entropy loss. On the COVID-19 severity detection leaderboard, our approach won the first place with a Macro F1 Score of 51.76%. It significantly outperforms the baseline method by over 11.46%.

胸腔CT上的自动病变分割能够快速定量分析Covid-19感染的肺部受累。然而，获得用于训练分割网络的大量体素级注释是非常昂贵的。因此，我们提出了一种基于密集回归激活地图（DRAM）的弱监督分割方法。大多数弱监督的分割方法接近利用类激活映射（CAM）到本地化对象。但是，由于凸轮培训进行分类，因此它们不会与对象分割精确对齐。相反，我们使用来自培训的分割网络的密集特征生成高分辨率激活映射，以训练为估计每瓣病变百分比。以这种方式，网络可以利用关于所需病变卷的知识。此外，我们提出了一个注意神经网络模块，以优化DRAM，与主要回归任务一起优化。我们在90个科目中评估了我们的算法。结果表明，我们的方法达到了70.2％的骰子系数，显着优于凸轮基基线48.6％。

我们为Covid-19的快速准确CT（DL-FACT）测试提供了一系列深度学习的计算框架。我们开发了基于CT的DL框架，通过基于DL的CT图像增强和分类来提高Covid-19（加上其变体）的测试速度和准确性。图像增强网络适用于DDNet，短暂的Dennet和基于Deconvolulate的网络。为了展示其速度和准确性，我们在Covid-19 CT图像的几个来源中评估了DL-FARE。我们的结果表明，DL-FACT可以显着缩短几天到几天的周转时间，并提高Covid-19测试精度高达91％。DL-FACT可以用作诊断和监测Covid-19的医学专业人员的软件工具。

2019年12月，中国武汉的全球大流行Covid-19影响了人类生活和全球经济。因此，需要有效的诊断系统来控制其传播。然而，自动诊断系统带来的挑战有限，标记的数据，较小的对比度变化以及感染和背景之间的高结构相似性。在这方面，提出了一种新的两阶段深卷卷卷神经网络（CNN）诊断系统来检测微小的不规则性并分析COVID-19的感染。在第一阶段，提出了一种新型的SB-STM-BRNET CNN，并结合了一个新的通道并增强并增强（SB），并基于卷积的分裂转换合并（STM）块，以检测COVID-19受感染的CT肺部图像。新的STM块执行了多路径区域平滑和边界操作，这有助于学习较小的对比度变化和全局COVID-19的特定模式。此外，使用SB和在STM块中传输学习概念来实现不同的增强渠道，以学习Covid-19特异性图像和健康图像之间的纹理变化。在第二阶段，向新型的Covid-CB-Reseg-Reseg-Rese分割CNN提供了COVID-19的感染图像，以识别和分析COVID-19的感染区域。拟议的COVID-CB-RESEG有条不紊地采用了区域同质性，异质性操作以及使用每个编码器和解码器块中的辅助通道的渠道增强，以同时学习COVID-19受感染区域的低照明和边界。提出的诊断系统在准确性方面产生良好的性能：98.21％，F-评分：98.24％，骰子相似性：96.40％，IOU：COVID-19受感染区域的98.85％。拟议的诊断系统将减轻负担，并加强放射科医生对快速准确的COVID-19诊断的决定。

基于深度学习（DL）的医学图像分类和细分是诊断当前COVID 19的变异病毒的紧急研究主题。在肺的Covid-19计算机断层扫描（CT）图像中，地面玻璃浊度是需要专业诊断的最常见发现。基于这种情况，一些研究人员提出了相关的DL模型，这些模型可以在缺乏专业知识时取代诊所的专业诊断专家。但是，尽管DL方法在医学图像处理中具有惊人的性能，但有限的数据集可能是发展人类级别诊断准确性的挑战。此外，深度学习算法面临着将三个甚至多个维度分类的医学图像分类和分割的挑战，并保持高精度率。因此，有了确保高水平的准确性，我们的模型可以将患者的CT图像分为三种类型：正常，肺炎和covid。随后，两个数据集用于分割，其中一个数据集甚至只有有限的数据（20例）。我们的系统将分类模型和分割模型结合在一起，建立在RESNET50和3D U-NET算法的基础上。通过使用不同的数据集进行喂食，将根据分类结果进行感染区域的共vid图像分割。我们的模型通过3种类型的肺部病变分类达到94.52％的准确性：卷，肺炎和正常。对于将来的医疗用途，将模型嵌入医疗设施可能是一种有效的方法，可以协助或替代医生诊断，因此，在COVID-19情况下，更广泛的变异病毒问题也可以成功解决。

新的冠状病毒造成了超过一百万的死亡，并继续迅速传播。这种病毒靶向肺部，导致呼吸窘迫，这可以轻度或严重。肺的X射线或计算机断层扫描（CT）图像可以揭示患者是否感染Covid-19。许多研究人员正在尝试使用人工智能改善Covid-19检测。我们的动机是开发一种可以应对的自动方法，该方法可以应对标记数据的方案是耗时或昂贵的。在本文中，我们提出了使用依赖于Sobel边缘检测和生成对冲网络（GANS）的有限标记数据（SCLLD）的半监督分类来自动化Covid-19诊断。 GaN鉴别器输出是一种概率值，用于在这项工作中进行分类。建议的系统使用从Omid Hosparing收集的10,000 CT扫描培训，而公共数据集也用于验证我们的系统。将该方法与其他最先进的监督方法进行比较，例如高斯过程。据我们所知，这是第一次提出了对Covid-19检测的半监督方法。我们的系统能够从有限标记和未标记数据的混合学习，该数据由于缺乏足够量的标记数据而导致的监督学习者失败。因此，我们的半监督训练方法显着优于卷积神经网络（CNN）的监督培训，当标记的训练数据稀缺时。在精度，敏感性和特异性方面，我们的方法的95％置信区间分别为99.56±0.20％，99.88±0.24％和99.40±0.1.18％，而CNN的间隔（训练有素的监督）为68.34 + - 4.11％，91.2 + - 6.15％，46.40 + - 5.21％。

由于不规则的形状，正常和感染组织之间的各种尺寸和无法区分的边界，仍然是一种具有挑战性的任务，可以准确地在CT图像上进行Covid-19的感染病变。在本文中，提出了一种新的分段方案，用于通过增强基于编码器 - 解码器架构的不同级别的监督信息和融合多尺度特征映射来感染Covid-19。为此，提出了深入的协作监督（共同监督）计划，以指导网络学习边缘和语义的特征。更具体地，首先设计边缘监控模块（ESM），以通过将边缘监督信息结合到初始阶段的下采样的初始阶段来突出显示低电平边界特征。同时，提出了一种辅助语义监督模块（ASSM）来加强通过将掩码监督信息集成到稍后阶段来加强高电平语义信息。然后，通过使用注意机制来扩展高级和低电平特征映射之间的语义间隙，开发了一种注意融合模块（AFM）以融合不同级别的多个规模特征图。最后，在四个各种Covid-19 CT数据集上证明了所提出的方案的有效性。结果表明，提出的三个模块都是有希望的。基于基线（RESUNT），单独使用ESM，ASSM或AFM可以分别将骰子度量增加1.12 \％，1.95 \％，1.63 \％，而在我们的数据集中，通过将三个模型结合在一起可以上升3.97 \％ 。与各个数据集的现有方法相比，所提出的方法可以在某些主要指标中获得更好的分段性能，并可实现最佳的泛化和全面的性能。

The devastation caused by the coronavirus pandemic makes it imperative to design automated techniques for a fast and accurate detection. We propose a novel non-invasive tool, using deep learning and imaging, for delineating COVID-19 infection in lungs. The Ensembling Attention-based Multi-scaled Convolution network (EAMC), employing Leave-One-Patient-Out (LOPO) training, exhibits high sensitivity and precision in outlining infected regions along with assessment of severity. The Attention module combines contextual with local information, at multiple scales, for accurate segmentation. Ensemble learning integrates heterogeneity of decision through different base classifiers. The superiority of EAMC, even with severe class imbalance, is established through comparison with existing state-of-the-art learning models over four publicly-available COVID-19 datasets. The results are suggestive of the relevance of deep learning in providing assistive intelligence to medical practitioners, when they are overburdened with patients as in pandemics. Its clinical significance lies in its unprecedented scope in providing low-cost decision-making for patients lacking specialized healthcare at remote locations.

机器学习和计算机视觉技术近年来由于其自动化，适合性和产生惊人结果的能力而迅速发展。因此，在本文中，我们调查了2014年至2022年之间发表的关键研究，展示了不同的机器学习算法研究人员用来分割肝脏，肝肿瘤和肝脉管结构的研究。我们根据感兴趣的组织（肝果，肝肿瘤或肝毒剂）对被调查的研究进行了划分，强调了同时解决多个任务的研究。此外，机器学习算法被归类为受监督或无监督的，如果属于某个方案的工作量很大，则将进一步分区。此外，对文献和包含上述组织面具的网站发现的不同数据集和挑战进行了彻底讨论，强调了组织者的原始贡献和其他研究人员的贡献。同样，在我们的评论中提到了文献中过度使用的指标，这强调了它们与手头的任务的相关性。最后，强调创新研究人员应对需要解决的差距的关键挑战和未来的方向，例如许多关于船舶分割挑战的研究的稀缺性以及为什么需要早日处理他们的缺席。