PED-SegNet: Modality-Aware Hybrid UNetR for Pediatric Brain-Tumor Segmentation on BraTS-PEDs
محل انتشار: مجله بین المللی پزشکی رضوی، دوره: 15، شماره: 1
سال انتشار: 1406
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: انگلیسی
مشاهده: 33
فایل این مقاله در 17 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد
- صدور گواهی نمایه سازی
- من نویسنده این مقاله هستم
استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:
شناسه ملی سند علمی:
JR_RIJO-15-1_001
تاریخ نمایه سازی: 29 مهر 1405
چکیده مقاله:
Background: Pediatric brain-tumor segmentation from multi-parametric MRI is challenging because of heterogeneous tumor characteristics, small or absent enhancing regions, and variations across imaging systems. Accurate delineation of the enhancing tumor (ET) region remains particularly difficult.Objectives: This study aims to develop PED-SegNet, a modality-aware deep learning framework for improving pediatric brain-tumor segmentation, boundary delineation, calibration, and robustness.Methods: PED-SegNet combines a transformer-based encoder with a UNet-style decoder to capture global context and fine spatial details. Squeeze-excitation gates and cross-modal attention enable adaptive fusion of MRI modalities. Class-balanced Dice loss, Focal Cross-Entropy, region-aware supervision for WT/TC/ET, and an ET absence-tolerant target were incorporated. The model was evaluated on the BraTS-PEDs ۲۰۲۳ dataset using subject-level five-fold cross-validation with Dice, HD۹۵, and ECE metrics, along with ablation and robustness analyses.Results: PED-SegNet achieved mean Dice scores of ۰.۹۰۸ (WT), ۰.۸۷۶ (TC), and ۰.۷۲۱ (ET), with HD۹۵ values of ۴.۲, ۵.۵, and ۷.۸ mm, respectively. ECE values were ۰.۰۳۱, ۰.۰۳۹, and ۰.۰۵۷. Compared with the baseline, Dice improved by ۰.۰۳۵, ۰.۰۴۱, and ۰.۰۷۸ for WT, TC, and ET, respectively, with a ۱.۲ mm reduction in HD۹۵. The model required approximately ۴۹.۹ M parameters, ۱۴۱ G MACs, ۲۶ s per subject, and ۷.۲ GB VRAM.Conclusions: PED-SegNet effectively combines transformer-based contextual learning, adaptive multi-modal fusion, and region-aware optimization for pediatric brain-tumor segmentation. The results demonstrate improved segmentation and boundary accuracy with practical computational requirements, indicating potential for deployment-oriented neuroimaging applications.
کلیدواژه ها:
نویسندگان
- -
Department of Biomedical Engineering, VelTech MultiTech Dr.Rangarajan Dr.Sakunthala Engineering College, Chennai, Tamil Nadu, India.
- -
Department of CSE, CVR College of Engineering, Hyderabad, Telangana, India.
- -
Department of CSD & CSM, Siddhartha Institute of Engineering and Technology, Hyderabad, Telangana, India.
- -
Department of CSE, Easwari Engineering College, Chennai, Tamil Nadu, India.
- -
Department of IT, Panimalar Engineering College, Chennai, Tamil Nadu, India.
- -
Department of CSE-CS, Easwari Engineering College, Chennai, Tamil Nadu, India.
مراجع و منابع این مقاله:
لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :