Brain tissue segmentation has demonstrated great utility in quantifying MRI data through Voxel-Based Morphometry and highlighting subtle structural changes associated with various conditions within the brain. However, manual segmentation is highly labor-intensive, and automated approaches have struggled due to properties inherent to MRI acquisition, leaving a great need for an effective segmentation tool. Despite the recent success of deep convolutional neural networks (CNNs) for brain tissue segmentation, many such solutions do not generalize well to new datasets, which is critical for a reliable solution. Transformers have demonstrated success in natural image segmentation and have recently been applied to 3D medical image segmentation tasks due to their ability to capture long-distance relationships in the input where the local receptive fields of CNNs struggle. This study introduces a novel CNN-Transformer hybrid architecture designed for brain tissue segmentation. We validate our model's performance across four multi-site T1w MRI datasets, covering different vendors, field strengths, scan parameters, time points, and neuropsychiatric conditions. In all situations, our model achieved the greatest generality and reliability. Out method is inherently robust and can serve as a valuable tool for brain-related T1w MRI studies. The code for the TABS network is available at: https://github.com/raovish6/TABS.


翻译:脑组织分割在通过基于体素的形态学分析量化MRI数据及突出脑内与多种状况相关的细微结构变化方面展现出巨大价值。然而,手动分割劳动强度极高,而由于MRI采集固有的特性,自动化方法面临诸多挑战,因此亟需一种有效的分割工具。尽管深度卷积神经网络(CNN)近期在脑组织分割中取得了成功,但许多此类解决方案难以很好地泛化到新数据集,而这对于可靠的解决方案至关重要。Transformer凭借其捕捉输入中长距离关系的能力(而CNN的局部感受野在此方面存在局限),在自然图像分割中已展现出成功,并近期被应用于三维医学图像分割任务。本研究提出了一种专为脑组织分割设计的新型CNN-Transformer混合架构。我们在四个多站点T1加权MRI数据集上验证了模型的性能,这些数据集涵盖不同供应商、场强、扫描参数、时间点及神经精神状况。在所有情况下,我们的模型均实现了最佳泛化性和可靠性。该方法本质上具有鲁棒性,可成为脑相关T1加权MRI研究的有价值工具。TABS网络的代码可在以下网址获取:https://github.com/raovish6/TABS。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
61+阅读 · 2020年3月19日
100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
167+阅读 · 2020年3月18日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
78+阅读 · 2019年10月10日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
最新BERT相关论文清单,BERT-related Papers
专知会员服务
53+阅读 · 2019年9月29日
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
【推荐】用Python/OpenCV实现增强现实
机器学习研究会
15+阅读 · 2017年11月16日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2008年12月31日
On Feature Normalization and Data Augmentation
Arxiv
15+阅读 · 2020年2月25日
W-net: Bridged U-net for 2D Medical Image Segmentation
Arxiv
20+阅读 · 2018年7月12日
VIP会员
最新内容
《通过小型无人机系统将情报能力“作战化”》
消耗优势:美军的“精确规模化”概念
专知会员服务
8+阅读 · 6月15日
《离线语言支持系统:面向空战战术决策》
专知会员服务
8+阅读 · 6月15日
相关资讯
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
【推荐】用Python/OpenCV实现增强现实
机器学习研究会
15+阅读 · 2017年11月16日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员