电气工程与系统科学 > 图像与视频处理
[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
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。
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