An Infant Brain MR Image Segmentation Method with Attention Mechanism, Multi-Resolution Deep Supervision and Class Weight Tuning Strategy
محل انتشار: مجله فیزیک و مهندسی پزشکی، دوره: 16، شماره: 5
سال انتشار: 1405
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: انگلیسی
مشاهده: 26
فایل این مقاله در 12 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_JBPE-16-5_004
تاریخ نمایه سازی: 29 مهر 1405
چکیده مقاله:
Background: Infant brain tissue segmentation is critical for understanding early brain development and detecting neurodevelopmental abnormalities. However, accurate segmentation remains challenging due to partial-volume effects, imaging noise, and low contrast between tissues in isointense regions.Objective: This study aimed to automatically segment infant brain Magnetic Resonance Imaging (MRI) images into white matter, gray matter, and cerebrospinal fluid.Material and Methods: In this analytical study, we addressed the challenges of infant brain tissue segmentation. We proposed a deep, lightweight dense backbone architecture incorporating transition blocks. The backbone was enhanced with a spatial–channel attention mechanism to capture global dependencies and emphasize task-relevant features, as well as multi-resolution deep supervision to mitigate vanishing gradients and reduce overfitting. Moreover, we used class weighting strategy to deal with class imbalance and low contrast between brain tissues.Results: Our method attains Dice similarity scores of ۹۱.۸۰%, ۹۲.۰۷% and ۹۴.۵۸% for white matter, gray matter, and cerebrospinal fluid, respectively. Quantitative and qualitative evaluations show that the proposed approach accurately segments infant brain MR images and reduces errors in isointense regions. Conclusion: The results demonstrate that the proposed method precisely delineates infant brain tissues and effectively overcomes common segmentation challenges.
کلیدواژه ها:
نویسندگان
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 :