上科大本科生在SMRA与MICCAI举办的颈动脉血管壁分割挑战赛中荣获第二名

发布者:时茗钰发布时间:2021-10-04浏览次数:992

近期,上海科技大学生命学院生物医学工程专业本科大四学生、生物医学工程学院 IDEA Lab 成员郭淳旭和李卓安在颈动脉血管壁分割挑战赛 (Carotid Artery Vessel Wall Segmentation Challenge) 中荣获第二名,指导老师为生物医学工程学院教授沈定刚。


grox167 团队 (成员:郭淳旭、李卓安、沈定刚) 荣获第二名


这项挑战赛由 SMRA (Global Society for Magnetic Resonance Angiography) 和 MICCAI (Medical Image Computing and Computer Assisted Intervention Society) 联合举办,任务是以高精确度和高鲁棒性从黑血 3D 颈动脉血管壁 MR (3D-MERGE 序列) 中自动分割管腔和外壁边界。本次挑战赛在来自世界各地的几十支报名队伍中遴选出九支队伍进入决赛,并在 SMRA 闭幕式中公布前三支优胜队伍。郭淳旭和李卓安脱颖而出,得到第二名的好成绩并获得1500美元。


颈动脉血管壁分割挑战赛

挑战赛官网:https://vessel-wall-segmentation.grand-challenge.org/


在比赛中,郭淳旭和李卓安开发了一种能够自动定位颈动脉并在 MR 图像上分割颈动脉血管壁的算法。他们提出了一个带有 Non-local Block 和 Residual Block 的 U 型网络来辅助完成第一步的定位任务,将颈动脉定位转化为三位体素上的一个粗略的分割任务。通过在三维空间上进行特征提取,该网络可以隐式地学习血管形态,而不需要加入手工制作的统计先验特征。通过加深的网络结构以及 Non-local Block 的加入,相比于传统的 U 型网络,他们提出的网络可以更高效地捕捉长程全局关联。在精细分割阶段,两位同学提出了一个二维分割网络来分割水平面上的每个切片。并通过叠加原始图像切片和粗略分割结果,进行更精细的分割,以最终获得血管壁的精准分割结果。


难样本分割结果示例:

蓝色为预测结果,绿色为真实结果,

红色是预测结果与真实结果重合区域。


动脉粥样硬化是一种发病率较高的全身性疾病。动脉粥样硬化病变和复杂的动脉几何形状对自动分割提出了很大的挑战。生医工专业本科生郭淳旭和李卓安开发的这种算法得到了血管领域专家的一致认可,为今后动脉粥样硬化的诊断提供了新的可行性。


在本次挑战赛中,两位同学通过科研实践将研究思路真正转化为实际成果,很大提升了代码编写的能力,深刻了解了医疗语义分割的流水线。通过与其他学术团队的分享沟通,也逐渐建立了学术交流的通道。比赛中开发的算法项目也将对两位同学未来科研发展产生重要的影响。


上海科技大学生物医学工程本科专业自2018年开始招收,是整合了生命科学与技术学院、信息科学与技术学院以及生物医学工程学院的教学与科研力量,共同打造的本科生培养交叉学科方向。


感谢 IDEA Lab 崔智铭、梅兰竹菊、刘家蒙、陆金涛为本次挑战赛提供的所有帮助。