Gaussian filter facilitated deep learning-based architecture for accurate and efficient liver tumor segmentation for radiation therapy

分割 高斯滤波器 滤波器(信号处理) 计算机科学 人工智能 高斯分布 相似性(几何) 医学 模式识别(心理学) 放射科 计算机视觉 图像(数学) 量子力学 物理
作者
Hongyu Lin,Min Zhao,Lingling Zhu,Xi Pei,Haotian Wu,Lian Zhang,Ying Li
出处
期刊:Frontiers in Oncology [Frontiers Media]
卷期号:14
标识
DOI:10.3389/fonc.2024.1423774
摘要

Purpose Addressing the challenges of unclear tumor boundaries and the confusion between cysts and tumors in liver tumor segmentation, this study aims to develop an auto-segmentation method utilizing Gaussian filter with the nnUNet architecture to effectively distinguish between tumors and cysts, enhancing the accuracy of liver tumor auto-segmentation. Methods Firstly, 130 cases of liver tumorsegmentation challenge 2017 (LiTS2017) were used for training and validating nnU-Net-based auto-segmentation model. Then, 14 cases of 3D-IRCADb dataset and 25 liver cancer cases retrospectively collected in our hospital were used for testing. The dice similarity coefficient (DSC) was used to evaluate the accuracy of auto-segmentation model by comparing with manual contours. Results The nnU-Net achieved an average DSC value of 0.86 for validation set (20 LiTS cases) and 0.82 for public testing set (14 3D-IRCADb cases). For clinical testing set, the standalone nnU-Net model achieved an average DSC value of 0.75, which increased to 0.81 after post-processing with the Gaussian filter (P<0.05), demonstrating its effectiveness in mitigating the influence of liver cysts on liver tumor segmentation. Conclusion Experiments show that Gaussian filter is beneficial to improve the accuracy of liver tumor segmentation in clinic.

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