Automated anatomical labeling plays a vital role in coronary artery disease diagnosing procedure. The main challenge in this problem is the large individual variability inherited in human anatomy. Existing methods usually rely on the position information and the prior knowledge of the topology of the coronary artery tree, which may lead to unsatisfactory performance when the main branches are confusing. Motivated by the wide application of the graph neural network in structured data, in this paper, we propose a conditional partial-residual graph convolutional network (CPR-GCN), which takes both position and CT image into consideration, since CT image contains abundant information such as branch size and spanning direction. Two majority parts, a Partial-Residual GCN and a conditions extractor, are included in CPR-GCN. The conditions extractor is a hybrid model containing the 3D CNN and the LSTM, which can extract 3D spatial image features along the branches. On the technical side, the Partial-Residual GCN takes the position features of the branches, with the 3D spatial image features as conditions, to predict the label for each branches. While on the mathematical side, our approach twists the partial differential equation (PDE) into the graph modeling. A dataset with 511 subjects is collected from the clinic and annotated by two experts with a two-phase annotation process. According to the five-fold cross-validation, our CPR-GCN yields 95.8% meanRecall, 95.4% meanPrecision and 0.955 meanF1, which outperforms state-of-the-art approaches.


翻译:自动解剖标签在冠状动脉疾病诊断程序中发挥着关键作用。这个问题的主要挑战是人体解剖过程中遗留下来的大量个人变异性。现有方法通常依赖冠状动脉树的定位信息和先前对冠状动脉树地形学的了解,这可能导致主要分支混淆时的性能不尽如人意。由于在结构化数据中广泛应用图形神经网络,我们在本文件中提议一个有条件的局部再生图形共振动网络(CPR-GCN),这个网络既考虑位置,也考虑CT图像,因为CT图像包含大量信息,如分支大小和横贯方向。两种多数部分,即部分恢复性GCN和条件提取器,在主要分支混淆时可能导致不尽如3DCNN和LSTM等混合模型,可以沿分支提取3D空间图像特征。在技术方面,部分恢复性平面图像GCN以3D平面图像显示位置,以3D平面图显示的平面图直径,通过2个平面平面的平面平面图像特征,从每个平面的平面平面平面图路段,通过2平面平面平面平面图将数据路段、平面平面图标记路段、平面平面平面平面图标、平面平面平面平面图、平面平面平面图、平面图、平面图、平面平面图、平面平面图、平面平面平面图、平面图、平面平面平面平面平面平面图、平面图、平面图、平面图、平面图、平面平面图、平面图、平面图、平面图、平面图、平面图、平面图、平面图、平面图、平面图、平面图、平面图、平面图、平面图、平面图、平面图、平面图、平面图、平面图、平面图、平面图、平面图、平面图、平面图、平面图、平面图、平面图、平面图、平面图、平面图、平面图、平面图、平面图、平面图、平面图、平面图、平面图、平面

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