用于3D MRI和CT掃描的深度學(xué)習(xí)模型總結(jié)

醫(yī)學(xué)成像數(shù)據(jù)與其他我們?nèi)粘D像的最大區(qū)別之一是它們很多都是3D的，比如在處理DICOM系列數(shù)據(jù)時(shí)尤其如此。DICOM圖像由很多的2D切片組成了一個(gè)掃描或身體的特定部分。

那么如何為這類數(shù)據(jù)構(gòu)建深度學(xué)習(xí)解決方案呢?本文中將介紹6種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，可以使用它們來(lái)訓(xùn)練3D醫(yī)療數(shù)據(jù)上的深度學(xué)習(xí)模型。

3 d U-Net

U-Net體系結(jié)構(gòu)是一種強(qiáng)大的醫(yī)學(xué)圖像分割模型。3D U-Net將經(jīng)典的U-Net模型擴(kuò)展到3D分割。它由編碼(下采樣)路徑和解碼(上采樣)路徑組成。

編碼路徑捕獲輸入圖像中的上下文，而解碼路徑允許精確定位。3D U-Net在處理體積圖像的3D特性方面非常有效。

V-Net

V-Net架構(gòu)是另一種用于體積圖像分割的3D卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。與U-Net類似，V-Net有一個(gè)編碼器-解碼器架構(gòu)，但它使用全分辨率3D卷積，所以它比U-Net計(jì)算成本更高。

HighResNet

它使用一系列帶有殘差連接的3D卷積層。該模型是端到端訓(xùn)練的，可以一次處理整個(gè)3D圖像。

EfficientNet3D

這是對(duì)EfficientNet架構(gòu)的3D改進(jìn)，它不像U-Net或V-Net那樣常用于3D分割，但如果計(jì)算資源有限，它是可以考慮的，因?yàn)樗谟?jì)算成本和性能之間的良好權(quán)衡。

Attention U-Net

這是U-Net的一種變體，它包含了一個(gè)注意力機(jī)制，允許網(wǎng)絡(luò)將注意力集中在與手頭任務(wù)更相關(guān)的圖像的某些部分。

DeepMedic

這是一個(gè)使用雙路徑的3D CNN，一個(gè)是正常分辨率，另一個(gè)是下采樣輸入，這樣可以結(jié)合局部和更大的上下文信息。

總結(jié)

本文中，我們介紹了醫(yī)學(xué)成像行業(yè)在處理3D MRI和CT掃描時(shí)使用的一些深度學(xué)習(xí)模型。這些神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)被設(shè)計(jì)用來(lái)接收3D數(shù)據(jù)作為輸入，以學(xué)習(xí)DICOM系列身體特定部位的復(fù)雜性。