电气工程与系统科学 > 图像与视频处理
[提交于 2024年11月1日
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标题: 基于U形结构和注意力机制的轻量级卷积神经网络用于前纵隔分割
标题: A lightweight Convolutional Neural Network based on U shape structure and Attention Mechanism for Anterior Mediastinum Segmentation
摘要: 为了自动检测前纵隔病变(AMLs),首要需求是一种专门设计用于前纵隔(AM)的自动分割模型。AML 的患病率极低,这使得开展类似于肺癌筛查的研究变得极具挑战性。回顾性审查特定时间段内的胸部CT扫描以调查AML的患病率需要大量时间。因此,开发一种人工智能(AI)模型来定位前纵隔有助于放射科医生提高其处理工作量的能力,并提升AML的诊断准确性。本文介绍了一种U形结构网络用于分割前纵隔。为了保持长距离依赖性和定位,我们使用了两种注意力机制。为了具有多头自注意力(MHSA)和轻量级网络的潜力,我们设计了一个名为宽多头自注意力(W-MHSA)的并行MHSA。当上采样特征图时,保持长距离依赖关系对于分割至关重要。因此,我们为此目的设计了一种膨胀深度平行路径连接(DDWPP)。为了设计一个轻量级架构,我们在所提出的U形网络的编码器部分引入了一个扩展卷积块,并将其与提出的W-MHSA结合,用于特征提取。所提出的网络在2775个前纵隔病例上进行了训练,获得了平均Dice相似系数(DSC)为87.83%,平均交并比(IoU)为79.16%,敏感度为89.60%。与最先进的分割网络(如Trans Unet、Attention Unet、Res Unet和Res Unet++)相比,我们提出的架构表现出优越的分割性能。
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