基于动态更新正负记忆库对比学习的多期CT血管造影微小斑点征分割Tiny-objective segmentation for spot signs on multi-phase CT angiography via contrastive learning with dynamic-updated positive–negative memory banks

环球医讯 / AI与医疗健康来源:www.sciencedirect.com加拿大 - 英语2025-08-01 04:31:42 - 阅读时长2分钟 - 658字
本研究提出基于对比学习的动态记忆库分割框架,通过双流语义解码器和出血区域约束算法,在CT血管造影中实现斑点征的自动化精准分割。该技术可提升脑出血血肿扩大预测准确性,相较传统模型Dice系数提升0.638,检测灵敏度达95.6%,为急性脑卒中临床决策提供客观影像生物标志物。
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基于动态更新正负记忆库对比学习的多期CT血管造影微小斑点征分割

引言

脑出血患者血肿扩大预示着高死亡率和不良功能预后[1-4]。CT血管造影(CTA)中表现为斑点征(血肿内单个/多个强化灶)的现象与血肿生长相关,但传统人工检测存在准确性不足。多期CT血管造影(mCTA)提供斑点征动态演变信息,通过测量各时相斑点征体积变化可提升血肿扩大的预测能力,但当前手工勾画方法存在费时和主观性缺陷。本研究旨在开发自动化分割算法,实现斑点征快速客观测量。

方法创新

  1. 对比学习框架:构建动态更新的正负样本记忆库,通过对比学习增强微小目标特征区分能力
  2. 双流解码架构:设计包含上下文解码器的双通路网络,在多尺度协同学习中提升分割性能
  3. 出血约束算法:引入非增强CT(NCCT)指导的区域限制损失函数,显著降低假阳性率

研究成果

  • 分割性能:Dice系数达0.638±0.211,体积相关性0.871
  • 检测效能:灵敏度95.6%(CI 0.895-1.000),特异性83.3%(CI 0.766-0.900)
  • 模型优势:相较nnuNet等主流模型,在微小目标分割中表现更优

研究价值

本研究首次实现mCTA斑点征的自动化分割,通过创新性的对比学习框架解决医学影像中微小目标检测难题。实验表明该方法可有效克服斑点征与静脉/钙化相似特征干扰,以及正负样本不平衡等技术挑战,为临床预测血肿扩大提供定量影像生物标记物。

伦理声明

本研究经卡尔加里大学伦理委员会批准(No. REB20-0425),符合赫尔辛基宣言要求。所有患者数据均经匿名化处理,符合GDPR和HIPAA数据保护规范。

【全文结束】

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