Компьютерная оптика
RUS  ENG    ЖУРНАЛЫ   ПЕРСОНАЛИИ   ОРГАНИЗАЦИИ   КОНФЕРЕНЦИИ   СЕМИНАРЫ   ВИДЕОТЕКА   ПАКЕТ AMSBIB  
Общая информация
Последний выпуск
Архив
Правила для авторов

Поиск публикаций
Поиск ссылок

RSS
Последний выпуск
Текущие выпуски
Архивные выпуски
Что такое RSS



Компьютерная оптика:
Год:
Том:
Выпуск:
Страница:
Найти






Персональный вход:
Логин:
Пароль:
Запомнить пароль
Войти
Забыли пароль?
Регистрация


Компьютерная оптика, 2023, том 47, выпуск 5, страницы 770–777
DOI: https://doi.org/10.18287/2412-6179-CO-1233
(Mi co1178)
 

Эта публикация цитируется в 3 научных статьях (всего в 3 статьях)

ОБРАБОТКА ИЗОБРАЖЕНИЙ, РАСПОЗНАВАНИЕ ОБРАЗОВ

Acute ischemic stroke lesion segmentation in non-contrast CT images using 3D convolutional neural networks

A. V. Dobshika, S. K. Verbitskiya, I. A. Pestunovab, K. M. Shermanc, Yu. N. Sinyavskiyb, A. A. Tulupovc, V. B. Berikovad

a Novosibirsk State University
b Federal Research Center for Information and Computational Technologies
c International Tomography Center of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, Novosibirsk
d Sobolev Institute of Mathematics, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, Novosibirsk
Аннотация: In this paper, an automatic algorithm aimed at volumetric segmentation of acute ischemic stroke lesion in non-contrast computed tomography brain 3D images is proposed. Our deep-learning approach is based on the popular 3D U-Net convolutional neural network architecture, which was modified by adding the squeeze-and-excitation blocks and residual connections. Robust pre-processing methods were implemented to improve the segmentation accuracy. Moreover, a special patches sampling strategy was used to address the large size of medical images and class imbalance and to stabilize neural network training. All experiments were performed using five-fold cross-validation on the dataset containing non-contrast computed tomography volumetric brain scans of 81 patients diagnosed with acute ischemic stroke. Two radiology experts manually segmented images independently and then verified the labeling results for inconsistencies. The quantitative results of the proposed algorithm and obtained segmentation were measured by the Dice similarity coefficient, sensitivity, specificity and precision metrics. The suggested pipeline provides a Dice improvement of $12.0\%$, sensitivity of $10.2\%$ and precision $10.0\%$ over the baseline and achieves an average Dice of $62.8\pm 3.3\%$, sensitivity of $69.9\pm 3.9\%$, specificity of $99.7\pm 0.2\%$ and precision of $61.9\pm 3.6\%$, showing promising segmentation results.
Ключевые слова: ischemic stroke, brain, non-contrast CT, segmentation, CNN, 3D U-Net
Финансовая поддержка Номер гранта
Российский фонд фундаментальных исследований 19-29-01175
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации FWNF-2022-0015
Работа выполнена при частичной финансовой поддержке гранта РФФИ № 19-29-01175 и государственного контракта МИАН, проект № FWNF-2022-0015.
Поступила в редакцию: 01.10.2022
Принята в печать: 04.04.2023
Тип публикации: Статья
Язык публикации: английский
Образец цитирования: A. V. Dobshik, S. K. Verbitskiy, I. A. Pestunov, K. M. Sherman, Yu. N. Sinyavskiy, A. A. Tulupov, V. B. Berikov, “Acute ischemic stroke lesion segmentation in non-contrast CT images using 3D convolutional neural networks”, Компьютерная оптика, 47:5 (2023), 770–777
Цитирование в формате AMSBIB
\RBibitem{DobVerPes23}
\by A.~V.~Dobshik, S.~K.~Verbitskiy, I.~A.~Pestunov, K.~M.~Sherman, Yu.~N.~Sinyavskiy, A.~A.~Tulupov, V.~B.~Berikov
\paper Acute ischemic stroke lesion segmentation in non-contrast CT images using 3D convolutional neural networks
\jour Компьютерная оптика
\yr 2023
\vol 47
\issue 5
\pages 770--777
\mathnet{http://mi.mathnet.ru/co1178}
\crossref{https://doi.org/10.18287/2412-6179-CO-1233}
Образцы ссылок на эту страницу:
  • https://www.mathnet.ru/rus/co1178
  • https://www.mathnet.ru/rus/co/v47/i5/p770
  • Эта публикация цитируется в следующих 3 статьяx:
    Citing articles in Google Scholar: Russian citations, English citations
    Related articles in Google Scholar: Russian articles, English articles
    Компьютерная оптика
    Статистика просмотров:
    Страница аннотации:6
    PDF полного текста:11
     
      Обратная связь:
     Пользовательское соглашение  Регистрация посетителей портала  Логотипы © Математический институт им. В. А. Стеклова РАН, 2024