基于可变形注意力transformer的胃肠癌病理图像细胞核自动分割方法

唐智贤, 李镇, 郭俏, 胡家祺, 王雪, 姚旭峰

复旦学报(医学版) ›› 2024, Vol. 51 ›› Issue (03) : 396-403.

基于可变形注意力transformer的胃肠癌病理图像细胞核自动分割方法

  • 唐智贤, 李镇, 郭俏, 胡家祺, 王雪, 姚旭峰
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摘要

目的 使用深度学习算法实现胃肠癌病理图像的细胞核自动分割,辅助后续病理图像的定量分析。方法以2022年1月—2022年2月在上海交通大学医学院附属瑞金医院就诊的59例胃肠癌患者为研究对象,采用python和LabelMe对患者的病理图像进行数据脱敏、图片切割和感兴趣区域标注,共纳入944张病理图像,标注了9703个细胞核。通过构建一种基于深度学习的新型语义分割模型,模型引入可变型注意力transformer(deformable attention transformer,DAT),实现了病理图像细胞核自动、精准、高效分割,并采用多种分割评价标准评估模型性能。结果模型分割结果的平均绝对误差值(mean absolute error,MAE)为0.112 6,骰子系数(dice coefficient,Dice)为0.721 5,其效果明显优于U-net基线模型,并领先于ResU-net++、R2Unet和R2AttUnet等模型,且分割结果相对稳定,泛化性好。结论 本研究建立的分割模型能够精准识别并分割出病理图像中的细胞核,鲁棒性和泛化性较好,有助于在实际应用中辅助诊断。

关键词

深度学习模型 / 病理图像 / 细胞核分割 / 胃肠癌 / 诊断

中图分类号

R735 / TP391.41

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唐智贤, 李镇, 郭俏, 胡家祺, 王雪, 姚旭峰. 基于可变形注意力transformer的胃肠癌病理图像细胞核自动分割方法. 复旦学报(医学版). 2024, 51(03): 396-403

基金

上海市青年科技英才扬帆计划(21YF1418600); 上海市高校青年教师培养资助计划(ZZ202216021); 国家自然科学基金(61971275)

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