Mwg-unet++: modelo híbrido transformer U-net para la segmentación de tumores cerebrales en resonancias magnéticas
Autores: Lyu, Yu; Tian, Xiaolin
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Mwg-unet++: modelo híbrido transformer U-net para la segmentación de tumores cerebrales en resonancias magnéticas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Bioingeniería
Palabras clave
Tumores cerebrales
Segmentación
U-Net
Capas de transformador
Redes Generativas Antagonistas de Wasserstein
Aumento de datos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 24
Citaciones: Sin citaciones
La segmentación precisa de tumores cerebrales a partir de imágenes médicas es fundamental para el diagnóstico y la planificación del tratamiento. Sin embargo, los métodos de segmentación tradicionales tienen dificultades con formas de tumor complejas y calidad de imagen inconsistente, lo que conduce a resultados subóptimos. Para abordar este desafío, proponemos la Red Generativa Antagónica Wasserstein multitarea U-Net++ (MWG-UNet++) para la segmentación de tumores cerebrales mediante la integración de una arquitectura U-Net mejorada con capas de transformadores combinadas con Redes Generativas Antagónicas Wasserstein (WGAN) para la ampliación de datos. El modelo propuesto llamado Red U-shaped de Atención Residual (RAUNet) para la segmentación de tumores cerebrales aprovecha las capacidades robustas de extracción de características de U-Net y la conciencia de contexto global proporcionada por los transformadores para mejorar la precisión de la segmentación. La incorporación de WGAN para la ampliación de datos aborda el desafío de conjuntos de datos de imágenes médicas limitados para generar imágenes sintéticas de alta calidad que mejoren el entrenamiento y la generalización del modelo. Nuestra evaluación exhaustiva demuestra que este modelo híbrido mejora significativamente el rendimiento de la segmentación. El RAUNet supera a los enfoques comparados al capturar dependencias a larga distancia y considerar variaciones espaciales. El uso de WGANs aumenta el conjunto de datos resultando en un entrenamiento robusto y una mayor resistencia al sobreajuste. La métrica de evaluación promedio para la segmentación de tumores cerebrales es de 0.8965, lo que superó a los métodos comparados.
Descripción
La segmentación precisa de tumores cerebrales a partir de imágenes médicas es fundamental para el diagnóstico y la planificación del tratamiento. Sin embargo, los métodos de segmentación tradicionales tienen dificultades con formas de tumor complejas y calidad de imagen inconsistente, lo que conduce a resultados subóptimos. Para abordar este desafío, proponemos la Red Generativa Antagónica Wasserstein multitarea U-Net++ (MWG-UNet++) para la segmentación de tumores cerebrales mediante la integración de una arquitectura U-Net mejorada con capas de transformadores combinadas con Redes Generativas Antagónicas Wasserstein (WGAN) para la ampliación de datos. El modelo propuesto llamado Red U-shaped de Atención Residual (RAUNet) para la segmentación de tumores cerebrales aprovecha las capacidades robustas de extracción de características de U-Net y la conciencia de contexto global proporcionada por los transformadores para mejorar la precisión de la segmentación. La incorporación de WGAN para la ampliación de datos aborda el desafío de conjuntos de datos de imágenes médicas limitados para generar imágenes sintéticas de alta calidad que mejoren el entrenamiento y la generalización del modelo. Nuestra evaluación exhaustiva demuestra que este modelo híbrido mejora significativamente el rendimiento de la segmentación. El RAUNet supera a los enfoques comparados al capturar dependencias a larga distancia y considerar variaciones espaciales. El uso de WGANs aumenta el conjunto de datos resultando en un entrenamiento robusto y una mayor resistencia al sobreajuste. La métrica de evaluación promedio para la segmentación de tumores cerebrales es de 0.8965, lo que superó a los métodos comparados.