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打破國際AI胸部多器官分割記錄 騰訊優圖榮獲SegTHOR三項冠軍

2019年06月19日 11:00   來源:經濟日報-中國經濟網   

  全球AI輔助胸部多器官分割技術取得新突破。近日,全球胸部多器官分割大賽SegTHOR Challenge 2019(Segmentation of Thoracic Organs at Risk in CT Images)世界記錄再次被刷新,騰訊旗下頂級AI實驗室-騰訊優圖實驗室聯合廈門大學王連生老師實驗室組成的TencentX團隊,從六百多支科研隊伍中突圍,并在最重要的Dice指標(一種相似度系數,主要用來表示模型輸出和真實分布之間的相似程度)上取得三項第一和一項第二的佳績,準確率達到國際最高水平。

:騰訊優圖TencentX團隊獲得SegTHOR三項冠軍

  全球胸部多器官分割大賽SegTHOR Challenge 2019由CodaLab和ISBI聯合主辦,致力于解決計算機斷層掃描圖像中的器官風險分割問題,幫助醫生提高臨床治療中手動描繪效率,降低解剖學誤差,此次大賽共吸引了來自全球的638支隊伍注冊參與。

  據世界衛生組織最新公布的數據,2018年全球患癌人數增加1810萬,共有960萬人死于癌癥。全球范圍內,每8到11人中就有一人死于癌癥。放療是治療癌癥過程中的一種常用手段,然而,放療在殺死癌細胞的同時也可能會損害健康細胞,因此,能否準確分離出患者腫瘤附近的健康器官會直接影響患者的康復情況。

  目前臨床中常用的基于三維CT影像的器官描繪,很大程度上依賴于專家的人工標注,醫生需要持續密集地同時對多個器官進行標注,不僅工作量大且效率較低,勾畫單個病人的腫瘤區域根據患病位置的不同耗時可能高達96分鐘。此外不同患者的目標器官通常在形狀和位置上差異很大,并且CT影像中的輪廓對比度相對較低,也給器官的分割標注帶來了困難。

胸腔CT切片,左邊是CT影像,右邊是分割后的結果。其中,綠色區域對應心臟,黃色區域對應主動脈,藍色區域對應氣管,紅色區域對應食管。

  由騰訊優圖TencentX團隊提出的胸部多器官分割系統,提供了一種全自動化的基于卷積神經網絡結構的健康器官分割方法,能夠精確快速地分割出胸腔內位于靶腫瘤附近的健康器官。利用40組CT圖像訓練,通過快速定位模塊和精細分割網絡兩個階段實現。首先通過縮小三維CT影像空間距離采樣,配合3D卷積神經網絡實現快速定位。接著利用2.5D卷積神經網絡沿矢狀面、冠狀面和水平面三個方向逐層預測結果,同時與3D卷積神經網絡在完整的VOI下直接預測出的結果相結合,產生準確而又全面的多器官分割結果,實現精細分割。這種先定位后分割的策略,不僅為最終的分割任務排除了大量的干擾,而且節省了計算資源。

騰訊優圖TencentX團隊 胸部多器官分割系統 邏輯方案

  該套胸部多器官分割系統,不僅可以協助醫生在放射治療中更加精確地控制劑量,從勞動密集型的器官標注工作中解放出來,而且能夠提高分割準確率,指導醫生更精準更快速的對病人進行治療,有效降低治療風險,同時也能幫助醫學研究人員更好地了解和認知胸部器官。

  騰訊優圖在醫療AI方面沉淀已久,不久前剛刷新全球醫療影像大賽LiTS兩項紀錄,獲得肝分割、肝腫瘤分割兩項技術世界第一。技術研發不斷深入的同時,騰訊優圖也通過騰訊首個醫療影像產品“騰訊覓影”持續對外輸出,目前已支持宮頸癌、肺癌、眼科疾病等癌癥篩查,并在國內100多家頂尖三甲醫院進行落地,既減輕了醫生的工作量,也為提升診斷準確率和效率發揮了重要的作用。

(責任編輯:何欣)

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