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2019 | OriginalPaper | Buchkapitel

Segmentation of Brain Tumors and Patient Survival Prediction: Methods for the BraTS 2018 Challenge

verfasst von : Leon Weninger, Oliver Rippel, Simon Koppers, Dorit Merhof

Erschienen in: Brainlesion: Glioma, Multiple Sclerosis, Stroke and Traumatic Brain Injuries

Verlag: Springer International Publishing

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Abstract

Brain tumor localization and segmentation is an important step in the treatment of brain tumor patients. It is the base for later clinical steps, e.g., a possible resection of the tumor. Hence, an automatic segmentation algorithm would be preferable, as it does not suffer from inter-rater variability. On top, results could be available immediately after the brain imaging procedure. Using this automatic tumor segmentation, it could also be possible to predict the survival of patients. The BraTS 2018 challenge consists of these two tasks: tumor segmentation in 3D-MRI images of brain tumor patients and survival prediction based on these images. For the tumor segmentation, we utilize a two-step approach: First, the tumor is located using a 3D U-net. Second, another 3D U-net – more complex, but with a smaller output size – detects subtle differences in the tumor volume, i.e., it segments the located tumor into tumor core, enhanced tumor, and peritumoral edema.
The survival prediction of the patients is done with a rather simple, yet accurate algorithm which outperformed other tested approaches on the train set when thoroughly cross-validated. This finding is consistent with our performance on the test set - we achieved 3rd place in the survival prediction task of the BraTS Challenge 2018.

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Literatur
1.
Zurück zum Zitat Bakas, S., et al.: Segmentation labels and radiomic features for the pre-operative scans of the TCGA-LGG collection. The Cancer Imaging Archive (2017) Bakas, S., et al.: Segmentation labels and radiomic features for the pre-operative scans of the TCGA-LGG collection. The Cancer Imaging Archive (2017)
2.
Zurück zum Zitat Bakas, S., et al.: Segmentation labels and radiomic features for the pre-operative scans of the TCGA-GBM collection. The Cancer Imaging Archive (2017) Bakas, S., et al.: Segmentation labels and radiomic features for the pre-operative scans of the TCGA-GBM collection. The Cancer Imaging Archive (2017)
4.
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Zurück zum Zitat Çiçek, Ö., Abdulkadir, A., Lienkamp, S.S., Brox, T., Ronneberger, O.: 3D U-Net: learning dense volumetric segmentation from sparse annotation. In: Ourselin, S., Joskowicz, L., Sabuncu, M.R., Unal, G., Wells, W. (eds.) MICCAI 2016. LNCS, vol. 9901, pp. 424–432. Springer, Cham (2016). https://doi.org/10.1007/978-3-319-46723-8_49CrossRef Çiçek, Ö., Abdulkadir, A., Lienkamp, S.S., Brox, T., Ronneberger, O.: 3D U-Net: learning dense volumetric segmentation from sparse annotation. In: Ourselin, S., Joskowicz, L., Sabuncu, M.R., Unal, G., Wells, W. (eds.) MICCAI 2016. LNCS, vol. 9901, pp. 424–432. Springer, Cham (2016). https://​doi.​org/​10.​1007/​978-3-319-46723-8_​49CrossRef
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Zurück zum Zitat Isensee, F., Kickingereder, P., Wick, W., Bendszus, M., Maier-Hein, K.H.: Brain tumor segmentation and radiomics survival prediction: contribution to the BRATS 2017 challenge. CoRR abs/1802.10508 (2018). http://arxiv.org/abs/1802.10508 Isensee, F., Kickingereder, P., Wick, W., Bendszus, M., Maier-Hein, K.H.: Brain tumor segmentation and radiomics survival prediction: contribution to the BRATS 2017 challenge. CoRR abs/1802.10508 (2018). http://​arxiv.​org/​abs/​1802.​10508
13.
Zurück zum Zitat Paszke, A., et al.: Automatic differentiation in PyTorch. In: NIPS-W (2017) Paszke, A., et al.: Automatic differentiation in PyTorch. In: NIPS-W (2017)
Metadaten
Titel
Segmentation of Brain Tumors and Patient Survival Prediction: Methods for the BraTS 2018 Challenge
verfasst von
Leon Weninger
Oliver Rippel
Simon Koppers
Dorit Merhof
Copyright-Jahr
2019
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-030-11726-9_1

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