语义拉普拉斯金字塔多中心乳腺肿瘤分割网络

• 作者: 王黎 曹颖 郭顺超 唐雷 郐子翔 王荣品 王丽会
• 来源期刊: 中国图象图形学报
• 关键词: 乳腺肿瘤分割 深度学习 语义金字塔 多尺度语义特征 多中心数据集
• 年，卷（期）: 2021,（9）
• 所属期刊栏目: 磁共振图像|Magnetic Resonance Image
• 页码范围: 2193-2207
• 页数: 15页
• 分类号: TP391.41
• 语种: 中文
• DOI: 10.11834/jig.210138

摘要

目的 乳腺肿瘤分割对乳腺癌的辅助诊疗起着关键作用,但现有研究大多集中在单中心数据的分割上,泛化能力不强,无法应对临床的复杂数据.因此,本文提出一种语义拉普拉斯金字塔网络(semantic Laplacian pyramids network,SLAPNet),实现多中心数据下乳腺肿瘤的准确分割.方法 SLAPNet主要包含高斯金字塔和语义金字塔两个结构,前者负责得到多尺度的图像输入,后者负责提取多尺度的语义特征并使语义特征能在不同尺度间传播.结果 网络使用Dice相似系数(Dice similarity coefficient,DSC)作为优化目标.为了验证模型性能,采用多中心数据进行测试,与AttentionUNet、PSPNet(pyramid scene parsing network)、UNet 3+、MSDNet(multiscale dual attention net-work)、PyConvUNet(pyramid convolutional network)等深度学习模型进行对比,并利用DSC和Jaccard系数(Jaccard coefficient,JC)等指标进行定量分析.使用内部数据集测试时,本文模型乳腺肿瘤分割的DSC为0.826;使用公开数据集测试时,DSC为0.774,比PyConvUNet提高了约1.3％,比PSPNet和UNet3+提高了约1.5％.结论 本文提出的语义拉普拉斯金字塔网络,通过结合多尺度和多级别的语义特征,可以在多中心数据上准确实现乳腺癌肿瘤的自动分割.