Purpose: Lymph nodes (LNs) in the chest have a tendency to enlarge due to various pathologies, such as lung cancer or pneumonia. Clinicians routinely measure nodal size to monitor disease progression, confirm metastatic cancer, and assess treatment response. However, variations in their shapes and appearances make it cumbersome to identify LNs, which reside outside of most organs. Methods: We propose to segment LNs in the mediastinum by leveraging the anatomical priors of 28 different structures (e.g., lung, trachea etc.) generated by the public TotalSegmentator tool. The CT volumes from 89 patients available in the public NIH CT Lymph Node dataset were used to train three 3D nnUNet models to segment LNs. The public St. Olavs dataset containing 15 patients (out-of-training-distribution) was used to evaluate the segmentation performance. Results: For the 15 test patients, the 3D cascade nnUNet model obtained the highest Dice score of 72.2 +- 22.3 for mediastinal LNs with short axis diameter $\geq$ 8mm and 54.8 +- 23.8 for all LNs respectively. These results represent an improvement of 10 points over a current approach that was evaluated on the same test dataset. Conclusion: To our knowledge, we are the first to harness 28 distinct anatomical priors to segment mediastinal LNs, and our work can be extended to other nodal zones in the body. The proposed method has immense potential for improved patient outcomes through the identification of enlarged nodes in initial staging CT scans.


翻译:目的:胸部淋巴结因肺癌、肺炎等病理因素易发生肿大。临床医生常通过测量淋巴结尺寸监测疾病进展、确认转移性癌变并评估治疗反应。然而,淋巴结形态与外观的差异性使其识别过程繁琐,且这些结构位于多数器官外部。方法:我们提出利用公共TotalSegmentator工具生成的28个不同结构(如肺、气管等)的解剖先验,对纵隔淋巴结进行分割。采用公共NIH CT淋巴结数据集中89例患者的CT容积图像,训练三个3D nnUNet模型进行淋巴结分割。使用包含15例患者(分布外训练)的公共St. Olavs数据集评估分割性能。结果:针对15例测试患者,3D级联nnUNet模型对短轴直径≥8mm的纵隔淋巴结获得最高Dice系数72.2±22.3,对所有淋巴结获得54.8±23.8。这些结果较当前在相同测试集上评估的方法提升10个百分点。结论:据我们所知,本研究首次利用28个不同解剖先验实现纵隔淋巴结分割,且该方法可拓展至身体其他淋巴结区域。该技术通过识别初始分期CT扫描中的肿大淋巴结,对改善患者预后具有巨大潜力。

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
35+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12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
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2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
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
14+阅读 · 2021年11月27日
VIP会员
最新内容
《同步多无人机系统中的故障与通信》
专知会员服务
2+阅读 · 今天6:23
面向国防作战的最佳自主与蜂群无人机技术
专知会员服务
7+阅读 · 7月28日
《异构人类团队的协作决策过程混合建模研究》
博士论文 | 面向大模型推理的内存高效算法
专知会员服务
6+阅读 · 7月27日
美空军新型反无人机部队初探
专知会员服务
10+阅读 · 7月27日
相关资讯
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
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2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
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员