Skip to main content
CenXiv.org
此网站处于试运行阶段,支持我们!
我们衷心感谢所有贡献者的支持。
贡献
赞助
cenxiv logo > eess > arXiv:2507.15193v1

帮助 | 高级搜索

电气工程与系统科学 > 图像与视频处理

arXiv:2507.15193v1 (eess)
[提交于 2025年7月21日 (此版本) , 最新版本 2025年7月24日 (v2) ]

标题: 基于深度学习的腹部CT嗜铬细胞瘤分割中的解剖先验研究

标题: A Study of Anatomical Priors for Deep Learning-Based Segmentation of Pheochromocytoma in Abdominal CT

Authors:Tanjin Taher Toma, Tejas Sudharshan Mathai, Bikash Santra, Pritam Mukherjee, Jianfei Liu, Wesley Jong, Darwish Alabyad, Vivek Batheja, Abhishek Jha, Mayank Patel, Darko Pucar, Jayadira del Rivero, Karel Pacak, Ronald M. Summers
摘要: 准确分割腹部CT扫描中的嗜铬细胞瘤(PCC)对于肿瘤负荷评估、预后和治疗计划至关重要。 它还可能有助于推断基因簇,减少对昂贵检测的依赖。 本研究系统评估了解剖先验知识,以确定能够提高基于深度学习的PCC分割性能的配置。 我们采用了nnU-Net框架来评估十一种标注策略,以实现嗜铬细胞瘤的准确3D分割,并引入了一套基于器官特异性解剖先验的新型多类方案。 这些先验知识来源于通常包围肾上腺肿瘤的相邻器官(例如肝脏、脾脏、肾脏、主动脉、肾上腺和胰腺),并与之前工作中使用的广泛身体区域先验进行了比较。 该框架在NIH临床中心的91名患者的105例增强CT扫描上进行训练和测试。 性能通过Dice相似性系数(DSC)、归一化表面距离(NSD)和实例级F1分数进行测量。 在所有策略中,肿瘤+肾脏+主动脉(TKA)标注实现了最高的分割精度,在DSC(p = 0.0097)、NSD(p = 0.0110)和F1分数(在IoU阈值为0.5时提高了25.84%)方面显著优于之前使用的肿瘤+身体(TB)标注,在70-30的训练测试划分上进行测量。 TKA模型在肿瘤负荷量化方面也表现出色(R^2 = 0.968),并且在所有基因亚型中都表现出强大的分割能力。 在五折交叉验证中,TKA在IoU阈值(0.1到0.5)范围内始终优于TB,进一步证明了其稳健性和泛化能力。 这些发现强调了在深度学习模型中整合相关解剖背景的价值,以实现精确的PCC分割,支持临床评估和长期监测。
摘要: Accurate segmentation of pheochromocytoma (PCC) in abdominal CT scans is essential for tumor burden estimation, prognosis, and treatment planning. It may also help infer genetic clusters, reducing reliance on expensive testing. This study systematically evaluates anatomical priors to identify configurations that improve deep learning-based PCC segmentation. We employed the nnU-Net framework to evaluate eleven annotation strategies for accurate 3D segmentation of pheochromocytoma, introducing a set of novel multi-class schemes based on organ-specific anatomical priors. These priors were derived from adjacent organs commonly surrounding adrenal tumors (e.g., liver, spleen, kidney, aorta, adrenal gland, and pancreas), and were compared against a broad body-region prior used in previous work. The framework was trained and tested on 105 contrast-enhanced CT scans from 91 patients at the NIH Clinical Center. Performance was measured using Dice Similarity Coefficient (DSC), Normalized Surface Distance (NSD), and instance-wise F1 score. Among all strategies, the Tumor + Kidney + Aorta (TKA) annotation achieved the highest segmentation accuracy, significantly outperforming the previously used Tumor + Body (TB) annotation across DSC (p = 0.0097), NSD (p = 0.0110), and F1 score (25.84% improvement at an IoU threshold of 0.5), measured on a 70-30 train-test split. The TKA model also showed superior tumor burden quantification (R^2 = 0.968) and strong segmentation across all genetic subtypes. In five-fold cross-validation, TKA consistently outperformed TB across IoU thresholds (0.1 to 0.5), reinforcing its robustness and generalizability. These findings highlight the value of incorporating relevant anatomical context in deep learning models to achieve precise PCC segmentation, supporting clinical assessment and longitudinal monitoring.
主题: 图像与视频处理 (eess.IV) ; 人工智能 (cs.AI); 计算机视觉与模式识别 (cs.CV)
引用方式: arXiv:2507.15193 [eess.IV]
  (或者 arXiv:2507.15193v1 [eess.IV] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2507.15193
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI

提交历史

来自: Tanjin Taher Toma [查看电子邮件]
[v1] 星期一, 2025 年 7 月 21 日 02:35:29 UTC (12,854 KB)
[v2] 星期四, 2025 年 7 月 24 日 19:33:50 UTC (12,854 KB)
全文链接:

获取论文:

    查看标题为《》的 PDF
  • 查看中文 PDF
  • 查看 PDF
  • HTML(实验性)
  • 其他格式
查看许可
当前浏览上下文:
eess.IV
< 上一篇   |   下一篇 >
新的 | 最近的 | 2025-07
切换浏览方式为:
cs
cs.AI
cs.CV
eess

参考文献与引用

  • NASA ADS
  • 谷歌学术搜索
  • 语义学者
a 导出 BibTeX 引用 加载中...

BibTeX 格式的引用

×
数据由提供:

收藏

BibSonomy logo Reddit logo

文献和引用工具

文献资源探索 (什么是资源探索?)
连接的论文 (什么是连接的论文?)
Litmaps (什么是 Litmaps?)
scite 智能引用 (什么是智能引用?)

与本文相关的代码,数据和媒体

alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)

演示

复制 (什么是复制?)
Hugging Face Spaces (什么是 Spaces?)
TXYZ.AI (什么是 TXYZ.AI?)

推荐器和搜索工具

影响之花 (什么是影响之花?)
核心推荐器 (什么是核心?)
IArxiv 推荐器 (什么是 IArxiv?)
  • 作者
  • 地点
  • 机构
  • 主题

arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目

arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。

与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。

有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.

这篇论文的哪些作者是支持者? | 禁用 MathJax (什么是 MathJax?)
  • 关于
  • 帮助
  • contact arXivClick here to contact arXiv 联系
  • 订阅 arXiv 邮件列表点击这里订阅 订阅
  • 版权
  • 隐私政策
  • 网络无障碍帮助
  • arXiv 运营状态
    通过...获取状态通知 email 或者 slack

京ICP备2025123034号