一种融合上下文多光谱空间通道特征的左心室分割算法研究
DOI:
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作者:
作者单位:

(新疆大学 电气工程学院,新疆 乌鲁木齐 830047)

作者简介:

帕孜来·马合木提(1962-),女,硕士,教授, 主要从事过程控制及智能诊断方面的研究.

通讯作者:

中图分类号:

基金项目:

国家自然科学基金(61963034)和新疆维吾尔自治区自然科学基金(2016D01C038)资助项目 (新疆大学 电气工程学院,新疆 乌鲁木齐 830047)


Research on a segmentation algorithm of left ventricle by fusion of contextual m ulti-spectral spatial channel features
Author:
Affiliation:

(School of Electrical Engineering,Xinjiang University,Urumqi,Xinjiang 830047, China)

Fund Project:

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    摘要:

    针对左心室生理结构复杂以及心脏磁共振成像纹 理不均匀、噪声大、心腔肌肉干扰造 成边界模糊等情况而导致左心室分割效果差等问题,本文提出了一种融合上下文多光谱空间 通道特征的左心室分割算法。本文算法采用U型结构与跳跃连接方式将不同尺度的特征图进行 融合,确保局部特征信息二次利用,提高了特征利用率。采用深度可分离池化通道金字塔(depthwise pooling attention pyramid,DPAP)模 块对多尺度特征的有用信息进行优化;接着采用频域通道空间注意力模块对特征的通道和空 间两个维度进行优化;最后采用组合损失函数缓解正负样本不均衡的问题。结果表明,在MI CCAI2009磁共振左心室挑战赛数据集上,本文算法在相似性系数上验证 集为93.25%、在线集为 93.33%,相比主流分割算法DeepLabV3+有1.6 个点提升,相比医学经 典U-Net算法有6.9个点提升,能对左心室有效分割,分割结果边缘 连续,轮廓清晰。

    Abstract:

    Aiming at the poor segmentation effect of left ventricle due to the co mplex physiological structure of the left ventricle,uneven texture,high noise, and fuzzy boundary caused by interference of cardiac muscle in cardiac magnetic resonance imaging,this paper proposed a left ventricle segmentation algorithm combining the features of contextual multispectral spatial channels.The algorit hm uses U-shaped structure and jump connection to fuse the feature maps of diff e rent scales to ensure the secondary use of local feature information and improve the feature utilization.The depthwise pooling attention pyramid (DPAP) module is u sed to optimize the useful information of multi-scale features.Then the channe l space attention module in frequency domain is used to optimize the channel and space dimensions of the feature.Finally,combined loss function is used to alle viate the imbalance of positive and negative samples.The results show that on t he MICCAI2009Magnetic Resonance Left Ventricular Challenge Data Set,the simila rity coefficient of the algorithm is 93.25% on the verification set and 93.33% o n the online set, which is 1.6points higher than the mainstream segmentation al gorithm DeepLabV3+,compared to the medical classics The U-Net algorithm has a 6.9point improvement,which can effectively segment the left ventricle.The segm entation results have continuous edges and clear outlines.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

郭卫涛,帕孜来·马合木提.一种融合上下文多光谱空间通道特征的左心室分割算法研究[J].光电子激光,2021,32(11):1155~1163

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  • 收稿日期:2021-03-22
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  • 在线发布日期: 2022-02-25
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