Purpose: To evaluate the feasibility and challenges of heart chamber segmentation from non-contrast CT scans using contrastive unpaired image translation and deep learning-based segmentation. Approach: We developed ChameleonNet, a framework utilizing the Contrastive Unpaired Translation (CUT) network with decoupled contrastive learning (DCL) loss to synthesize non-contrast CT from contrast CT scans. Using annotations of four heart chambers (left atrium (LA), left ventricle (LV), right atrium (RA), and right ventricle (RV)) from contrast scans, we trained a Hausdorff distance loss-enhanced nnU-Net on synthesized non-contrast images. The translation model was trained with 35,538 contrast-enhanced and 37,197 non-contrast CT slices. The segmentation model was trained with 292 synthesized non-contrast scans. Performance was evaluated using Dice similarity coefficient (DSC) and 95th Hausdorff distance (HD95) on 36 synthesized non-contrast scans, and volume agreement on 36 real non-contrast CT scans was assessed using Pearson correlation, mean absolute percentage error (MAPE), and mean percentage error (MPE). Results: The segmentation model achieved DSC of 0.94 (0.01), 0.91 (0.04), 0.92 (0.03), 0.93 (0.02), and HD95 of 3.63 (1.49), 5.74 (4.08), 5.18 (1.77), 5.51 (3.21) mm on synthesized non-contrast images for LA, LV, RA, and RV, respectively. On real non-contrast CT scans, Pearson correlations were 0.93, 0.82, 0.87, and 0.89 (all p<0.001), with MAPE ranging from 9.22% to 20.79%, and MPE ranging from -12.52% to 4.67%. Conclusions: ChameleonNet demonstrated feasibility for heart chamber segmentation from non-contrast CT without manual non-contrast annotations. However, volume errors, particularly for LV and RV, indicate that further refinement and validation are needed before clinical use.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
BiSeNet:双向分割网络进行实时语义分割
统计学习与视觉计算组
22+阅读 · 2018年8月23日
一文读懂「Attention is All You Need」| 附代码实现
PaperWeekly
37+阅读 · 2018年1月10日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+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
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
世界模型入门:从序贯决策到通用智能体
专知会员服务
4+阅读 · 10月24日
军事域更好使用人工智能的实用指南
专知会员服务
8+阅读 · 10月22日
《衡量语言模型中的作战规划能力》
专知会员服务
14+阅读 · 10月20日
Maven智能系统:帕兰提尔军事人工智能平台详解
专知会员服务
15+阅读 · 10月20日
《测试自动化框架在敏捷软件开发中的角色》
专知会员服务
8+阅读 · 10月20日
俄罗斯如何拦截乌克兰无人机与巡航导弹
专知会员服务
12+阅读 · 10月15日
《武器-目标分配问题:精确与近似求解算法》
专知会员服务
17+阅读 · 10月15日
相关VIP内容
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+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
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员