SCIE
SCOPUS
Pediatric brain extraction from T2‐weighted MR images using 3D dual frame U‐net and human connectome database
저자
Kim, Dongchan ; Chae, Jong‐ ; Hee ; Han, Yeji
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2019
작성언어
-주제어
등재정보
SCIE,SCOPUS
자료형태
학술저널
수록면
476-482(7쪽)
제공처
<P><B>Abstract</B></P><P>Accurate extraction of brain tissues from magnetic resonance (MR) images is important in neuroradiology. However, brain extraction is more difficult for pediatric brains than for adult brains due to several factors including smaller brain sizes and lower tissue contrasts. In this work, we propose a brain extraction technique that utilizes dual frame (DF) 3D U‐net deep learning architecture and the human connectome project (HCP) database for multislice 2D pediatric T2‐weighted MR images with diseases. To improve segmentation accuracy in small pediatric brains with detailed boundary regions, DF 3D U‐net architecture was used. We pretrained networks with the HCP database to compensate for the limited amount of MR images and manual segmentation masks of pediatric patients. For quantitative analysis, we compared the brain extraction results of brain extraction tool, DF, and conventional 3D U‐net using the dice similarity coefficient (DSC), intersection of union (IoU), and boundary F1 (BF) scores; each deep learning architecture was evaluated with and without pretraining using the HCP. This study included 10 patients with diseases and all images were acquired using a PROPELLER MR sequence. Pretraining using the HCP database enhanced segmentation performance of the network, and the skip connections in the DF 3D U‐net could enhance the contour similarity of segmentation results. Experimental results showed that the proposed method increased the DSC, IoU, and BF scores by 0.8%, 1.6%, and 1.5%, respectively, compared with those of the conventional 3D U‐net without pretraining.</P>
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