前面的文章中只对损失函数进行了不同尝试,今天将从网络结构上进行改进提出融合VNet模型来分割脑肿瘤。为了方便大家学习理解整个分割流程,我将整个流程步骤进行了整理,并给出每个步骤的结果,希望对大家有所帮助。

一、脑肿瘤图像分析与预处理

(1)、多模态MR脑肿瘤图像分析。

分析的过程基本上跟上一篇一致,这里就不多言了,直接从数据处理开始。

(2)、准备脑肿瘤分割数据。

首先将4个模态序列的MR原始图像进行合并生成4个通道的三维图像,原始图像大小都是(240x240x155x1),合并后大小是(240x240x155x4);

其次对Mask图像进行one-hot操作,将原始图像大小都是(240x240x155x1),生成大小是(240x240x155x4):通道0中非零值区域是背景区域,通道1中非零值是坏疽区域,通道2中非零值是浮肿区域,通道3中非零值是增强肿瘤区域;

最后对图像和Mask进行分块——取Patch操作,生成若干个(128,128,64)大小的图像和Mask,判断并输出非零的Mask和对应的图像。

二、脑肿瘤分割

(1)、搭建FVNet3d模型,与之前VNet3d模型的不同之处就在于左边输入部分是四个通路的解码网络,在下采样前将四个通路的FeatureMap进行拼接融合,网络输入大小是(128x128x64),模型结构如下所示。

BraTS18——多模态MR图像脑肿瘤分割挑战赛续3_模态

(2)、loss采用的是多类Focalloss,具体实现可以点击原文链接查看具体代码。

(3)、训练的损失函数和精度如下图所示。

BraTS18——多模态MR图像脑肿瘤分割挑战赛续3_非零值_02

BraTS18——多模态MR图像脑肿瘤分割挑战赛续3_非零值_03

(4)、脑肿瘤分割推理过程:首先将原始flair,T1,T2,T1ce图像一起读取进来并进行z-score标准化操作,然后将四个模态图像合并成4通道三维图像(240x240x155x4),输入到网络中去,网络输入大小是(240x240x48x4),在z方向上分块输入并拼接最终得到(240x240x155)分割结果。

(5)、进行了结果测试,左边是金标准图像,右边是预测结果图像,如下所示。

BraTS18——多模态MR图像脑肿瘤分割挑战赛续3_模态_04

BraTS18——多模态MR图像脑肿瘤分割挑战赛续3_非零值_05