Accurate segmentation of fetal brain magnetic resonance images is crucial for analyzing fetal brain development and detecting potential neurodevelopmental abnormalities. Traditional deep learning-based automatic segmentation, although effective, requires extensive training data with ground-truth labels, typically produced by clinicians through a time-consuming annotation process. To overcome this challenge, we propose a novel unsupervised segmentation method based on multi-atlas segmentation, that accurately segments multiple tissues without relying on labeled data for training. Our method employs a cascaded deep learning network for 3D image registration, which computes small, incremental deformations to the moving image to align it precisely with the fixed image. This cascaded network can then be used to register multiple annotated images with the image to be segmented, and combine the propagated labels to form a refined segmentation. Our experiments demonstrate that the proposed cascaded architecture outperforms the state-of-the-art registration methods that were tested. Furthermore, the derived segmentation method achieves similar performance and inference time to nnU-Net while only using a small subset of annotated data for the multi-atlas segmentation task and none for training the network. Our pipeline for registration and multi-atlas segmentation is publicly available at https://github.com/ValBcn/CasReg.


翻译:胎儿脑磁共振图像的精确分割对于分析胎儿脑发育和检测潜在的神经发育异常至关重要。传统的基于深度学习的自动分割方法虽然有效,但需要大量带有真实标签的训练数据,而这些标签通常由临床医生通过耗时的标注过程生成。为克服这一挑战,我们提出了一种基于多图谱分割的新型无监督分割方法,能够在不依赖标注数据进行训练的情况下精确分割多种组织。该方法采用级联深度学习网络进行三维图像配准,该网络通过计算移动图像的小幅度增量形变,将其精确对齐至固定图像。该级联网络可用于将多个已标注图像配准至待分割图像,并通过融合传播的标签形成精细的分割结果。实验表明,所提出的级联架构性能优于测试的最新配准方法。此外,衍生分割方法在推理时间和分割性能上与nnU-Net相当,而仅需少量标注数据用于多图谱分割任务,且网络训练完全无需标注数据。我们的配准与多图谱分割流水线已开源发布至 https://github.com/ValBcn/CasReg。

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
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+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
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3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
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25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
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
47+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
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
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
学习数据的几何:形状空间分析数学综述
专知会员服务
1+阅读 · 今天14:45
定向能反无人机系统最新发展动态
专知会员服务
4+阅读 · 今天13:50
从燃煤战舰到算法战争:水面指挥的永恒要求
专知会员服务
3+阅读 · 今天13:33
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
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3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
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25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
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
47+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
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
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