电气工程与系统科学 > 图像与视频处理
[提交于 2025年8月21日
(v1)
,最后修订 2025年9月6日 (此版本, v3)]
标题: 基于海森矩阵的轻量级神经网络HessNet,在最小训练数据集上实现最先进的脑血管分割
标题: Hessian-Based Lightweight Neural Network HessNet for State-of-the-Art Brain Vessel Segmentation on a Minimal Training Dataset
摘要: 在脑磁共振血管造影(MRA)中准确分割血管对于成功的手术程序(如动脉瘤修复或搭桥手术)至关重要。目前,注释主要通过手动分割或经典方法(如Frangi滤波器)进行,这些方法通常准确性不足。神经网络已成为医学图像分割的强大工具,但其开发依赖于标注良好的训练数据集。然而,缺乏公开可用的带有详细脑血管注释的MRA数据集。为解决这一差距,我们提出了一种新型的半监督学习轻量级神经网络,该网络内置Hessian矩阵,用于复杂结构(如管状结构)的3D分割,我们将其命名为HessNet。该解决方案是一种基于Hessian的神经网络,仅包含6000个参数。HessNet可以在CPU上运行,并显著降低训练神经网络的资源需求。在最小训练数据集上的血管分割准确性达到了最先进的结果。它帮助我们基于IXI数据集(标注了200张图像)创建了一个大型的半自动标注的脑血管数据集。注释由三位专家在三位神经血管外科医生的监督下应用HessNet后完成。它提供了高精度的血管分割,并允许专家只关注最复杂的重点案例。该数据集可在https://git.scinalytics.com/terilat/VesselDatasetPartly获取。
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