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Erschienen in: International Journal of Machine Learning and Cybernetics 10/2023

24.05.2023 | Original Article

ICUnet++: an Inception-CBAM network based on Unet++ for MR spine image segmentation

verfasst von: Lei Li, Juan Qin, Lianrong Lv, Mengdan Cheng, Biao Wang, Dan Xia, Shike Wang

Erschienen in: International Journal of Machine Learning and Cybernetics | Ausgabe 10/2023

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Abstract

In recent years, more attention paid to the spine caused by related diseases, spinal parsing (the multi-class segmentation of vertebrae and intervertebral disc) is an important part of the diagnosis and treatment of various spinal diseases. The more accurate the segmentation of medical images, the more convenient and quick the clinicians can evaluate and diagnose spinal diseases. Traditional medical image segmentation is often time consuming and energy consuming. In this paper, an efficient and novel automatic segmentation network model for MR spine images is designed. The proposed Inception-CBAM Unet++ (ICUnet++) model replaces the initial module with the Inception structure in the encoder-decoder stage base on Unet++ , which uses the parallel connection of multiple convolution kernels to obtain the features of different receptive fields during in the feature extraction. According to the characteristics of the attention mechanism, Attention Gate module and CBAM module are used in the network to make the attention coefficient highlight the characteristics of the local area. To evaluate the segmentation performance of network model, four evaluation metrics, namely intersection over union (IoU), dice similarity coefficient(DSC), true positive rate(TPR), positive predictive value(PPV) are used in the study. The published SpineSagT2Wdataset3 spinal MRI dataset is used during the experiments. In the experiment results, IoU reaches 83.16%, DSC is 90.32%, TPR is 90.40%, and PPV is 90.52%. It can be seen that the segmentation indicators have been significantly improved, which reflects the effectiveness of the model.

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Literatur
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Zurück zum Zitat Ronneberger, O, Fischer, P, Brox T (2015) U-Net: convolutional networks for biomedical image segmentation. In: Navab N, Hornegger J, Wells W, Frangi A (eds) Medical Image Computing and Computer-Assisted Intervention—MICCAI 2015. MICCAI 2015. Lecture Notes in Computer Science, vol 9351. https://doi.org/10.1007/978-3-319-24574-4_28 Ronneberger, O, Fischer, P, Brox T (2015) U-Net: convolutional networks for biomedical image segmentation. In: Navab N, Hornegger J, Wells W, Frangi A (eds) Medical Image Computing and Computer-Assisted Intervention—MICCAI 2015. MICCAI 2015. Lecture Notes in Computer Science, vol 9351. https://​doi.​org/​10.​1007/​978-3-319-24574-4_​28
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Metadaten
Titel
ICUnet++: an Inception-CBAM network based on Unet++ for MR spine image segmentation
verfasst von
Lei Li
Juan Qin
Lianrong Lv
Mengdan Cheng
Biao Wang
Dan Xia
Shike Wang
Publikationsdatum
24.05.2023
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
Erschienen in
International Journal of Machine Learning and Cybernetics / Ausgabe 10/2023
Print ISSN: 1868-8071
Elektronische ISSN: 1868-808X
DOI
https://doi.org/10.1007/s13042-023-01857-y

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