Radiological images such as computed tomography (CT) and X-rays render anatomy with intrinsic structures. Being able to reliably locate the same anatomical structure across varying images is a fundamental task in medical image analysis. In principle it is possible to use landmark detection or semantic segmentation for this task, but to work well these require large numbers of labeled data for each anatomical structure and sub-structure of interest. A more universal approach would learn the intrinsic structure from unlabeled images. We introduce such an approach, called Self-supervised Anatomical eMbedding (SAM). SAM generates semantic embeddings for each image pixel that describes its anatomical location or body part. To produce such embeddings, we propose a pixel-level contrastive learning framework. A coarse-to-fine strategy ensures both global and local anatomical information are encoded. Negative sample selection strategies are designed to enhance the embedding's discriminability. Using SAM, one can label any point of interest on a template image and then locate the same body part in other images by simple nearest neighbor searching. We demonstrate the effectiveness of SAM in multiple tasks with 2D and 3D image modalities. On a chest CT dataset with 19 landmarks, SAM outperforms widely-used registration algorithms while only taking 0.23 seconds for inference. On two X-ray datasets, SAM, with only one labeled template image, surpasses supervised methods trained on 50 labeled images. We also apply SAM on whole-body follow-up lesion matching in CT and obtain an accuracy of 91%. SAM can also be applied for improving image registration and initializing CNN weights.


翻译:计算断层成像( CT) 和 X 射线等辐射图像可以使内建结构解剖。 在医学图像分析中, 能够可靠地定位不同图像的同一解剖结构是一项基本任务。 原则上, 可以为此任务使用地标检测或语义分割法。 但是, 要很好地发挥作用, 需要为每个解剖结构和子结构提供大量的标签数据。 一种更加普及的方法可以从未贴标签的图像中学习内在结构。 我们引入了这样一种方法, 称为自监督的解剖和模拟( SAM) 。 SAM 能够为描述解剖图的精度做出任何感知性标, 每个描述解解剖图的像素结构都是医学图像分析器的基本任务。 原则上, 为了生成这样的嵌入, 我们提议一个像素级对比度水平的对比性学习框架。 一种粗的解析到线策略可以确保全球和地方解剖信息被编码。 无效的抽样选择策略只能用来加强嵌入的解析性。 使用 SAM, 将任何感兴趣的点标本图像标在模板的精度上贴, 然后将S 3 将S- 将S lax im im 标标标标标标定在一个部中应用一个位置上, 然后将S 。 我们将S 将S 的精度定位在一个图像在二 。 在最近的图像中用一个图像中, 在最近的缩缩缩的缩的缩缩缩的缩的缩缩缩缩缩缩缩缩入为S 。

0
下载
关闭预览

相关内容

【MIT Sam Hopkins】如何读论文?How to Read a Paper
专知会员服务
105+阅读 · 2022年3月20日
100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
161+阅读 · 2020年3月18日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
167+阅读 · 2019年10月11日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
99+阅读 · 2019年10月9日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Tutorial
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年12月20日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Workshop
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月20日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium3
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月9日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月3日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Industry Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月28日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年6月9日
Arxiv
64+阅读 · 2021年6月18日
VIP会员
相关VIP内容
【MIT Sam Hopkins】如何读论文?How to Read a Paper
专知会员服务
105+阅读 · 2022年3月20日
100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
161+阅读 · 2020年3月18日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
167+阅读 · 2019年10月11日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
99+阅读 · 2019年10月9日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
相关资讯
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Tutorial
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年12月20日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Workshop
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月20日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium3
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月9日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月3日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Industry Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月28日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员