协作学习用于高效注释体积 MR 图像分割

Dec, 2023

协作学习用于高效注释体积 MR 图像分割

Collaborative Learning for Annotation-Efficient Volumetric MR Image Segmentation

Yousuf Babiker M. Osman, Cheng Li, Weijian Huang, Shanshan Wang

TL;DR建立了一种深度学习方法，探索了稀疏标注，即每个 3D 训练 MR 图像只有一个 2D 切片进行标注，与 ICT 相比，该方法在分割准确性方面取得了显著提升，对于前列腺分割，平均 B-IoU 增加了 10.0% 以上（提出的方法 B-IoU：70.3% vs. ICT B-IoU：60.3%），对于左心房分割，平均 B-IoU 增加了 6.0% 以上（提出的方法 B-IoU：66.1% vs. ICT B-IoU：60.1%）。

Abstract

Background: deep learning has presented great potential in accurate MR image segmentation when enough labeled data are provided for network optimization. However, manually annotating 3D MR images is tedious and time-consuming, requiring experts with rich domain knowledge and experience

deep learning mr image segmentation sparse annotations collaborative learning method segmentation accuracy

发现论文，激发创造

正交标注获益于几乎无监督的医学图像分割

提出了一种利用正交标注和稠密 - 稀疏共训练的半监督学习方法来应对 3D 医学图像分割中的标注问题。实验结果表明，该方法在表现和效率上都具有较高的水平。

Mar, 2023

通过 3D 和 2D 网络之间的互相教学进行稀疏注释的 3D 医学图像分割

通过 3D 和 2D 网络的交叉教学，我们提出了一种从稀疏注释中稳健学习的框架，采用硬 - 软置信度阈值和一致标签融合两种伪标签选择策略，实验证明我们的方法优于半监督分割方法的最先进成果，并且与全监督的上限结果相媲美。

Jul, 2023

OneSeg: 基于自学习和单次学习的用于 3D 医学图像分割的单切片标注

提出了一种基于自学习和单次学习的框架，用于 3D 医学图像分割，仅注释每个 3D 图像的一个切片以显著减少注释工作量并获得与完全监督方法相媲美的性能。

Sep, 2023

基于注意力引导主动学习的稀疏注释策略用于 3D 医学图像分割

本研究利用注意力导向的主动学习策略，针对 3D 医学图像分割问题，仅需要标记 15％至 20％的脑提取任务中的切片和 30％至 35％的组织分割任务中的切片，便可达到与全标注数据相比的相似结果。

Jun, 2019

稀疏标记策略用于短轴心脏磁共振图像分割

通过稀疏注释的训练，可以实现在体积占比显著减少的情况下（仅 48 个注释体积），得到 Dice 分数大于 0.85 且与使用完整数据集（每个数据集分别为 160 和 240 个卷积）相当的分割结果，而相对于训练更多的体积，训练更多的切片注释提供更有价值的信息。在切片注释的评估中，中央区域注释的效果最佳，而顶部区域注释的效果最差。在注释体积与切片之间的权衡中，尽可能注释更多的切片而不是更多的体积是更好的策略。

Jul, 2023

通过概率感知学习提升弱监督的三维医学图像分割

3D 医学图像分割是一个具有重要意义的挑战性任务，最近深度学习的进展极大地增强了完全监督的医学图像分割，然而，这种方法严重依赖于费力费时的完全注释的地面实况标签，特别是对于 3D 体积。为了克服这个限制，我们提出了一种新颖的概率感知弱监督学习流程，专门针对 3D 医学成像。我们的流程整合了三个创新的组成部分：一种基于概率的伪标签生成技术，用于从稀疏注释合成密集分割掩模，一种用于我们概率变换网络中强大特征提取的概率多头自注意网络，以及一种基于概率的分割损失函数，以增强具有注释置信度的训练。展示了显著的进展，我们的方法不仅能与完全监督的方法性能相媲美，而且在 CT 和 MRI 数据集上超越了现有的弱监督方法，对于某些器官的 Dice 得分实现了高达 18.1％的提升。代码可在此网址获得：https://URL

Mar, 2024

使用部分注释进行全脑分割的迁移学习

本研究提出了一种新的多任务学习框架，利用大量自动生成的部分注释和少量手工创建的完整注释进行网络训练，解决了使用深度神经网络进行 3D 脑图像分割的挑战，同时提高了全脑分割的性能。

Aug, 2019

半监督三维左心房分割的不确定性感知自组装模型

本文介绍了一种新颖的基于不确定性的半监督深度学习框架，可将未标记的数据有效地整合到左心房分割任务中，并在医学图像分析领域中表现出潜在的半监督解决方案。

Jul, 2019

利用多视角数据进行无注释的前列腺 MRI 分割：对比方法

通过对多视图数据进行对比学习，我们提出了一种基于 U-Net 的三重编码器和单一解码器网络，tU-Net，可以充分利用未经注释的矢状和冠状视图，以从体积的角度改善前列腺分割。该方法在分割准确度上显示出统计上的改进，并且在缺少视图的情况下，提供了灵活性，表明通过对比学习来利用未经注释的多视图数据的可行性。

Aug, 2023

一种用于自动化 3D 医学图像分割的动态交互学习框架

基于深度学习的医学图像自动分割系统面临大量数据标注成本和模型迭代中的高延迟问题，本研究提出了一种动态交互学习框架，通过将交互式分割与端到端弱监督学习和流式任务集成，解决了这些挑战。我们开发了新颖的重放和标签平滑方案，克服了灾难性遗忘并提高了在线学习的鲁棒性，并在每个图像上同时优化前端预测和深度学习分段器的多轮交互式分割模块。通过空间残差图，我们训练的分段器明确地指导下一步的用户干预，从而实现了弱监督信号的蒸馏。通过在三维分割任务（NCI-ISBI2013 和 BraTS2015）上的评估，我们的框架生成了与离线训练基准相匹配的在线学习性能。此外，我们的框架减少了 62% 的标注工作量，并且在与具有完整 ground truth 的在线和离线学习进行对比时，生成了具有竞争力的 dice 分数。此外，由于其灵活性和响应能力，这样的框架可以部署在保证数据安全和简便维护的医院防火墙之后。

Dec, 2023