Identification and localization of FDG-avid lymphoma lesions in PET-CT image volumes is of high importance for the diagnosis and monitoring of treatment progress in lymphoma patients. This process is tedious, time-consuming, and error-prone, due to large image volumes and the heterogeneity of lesions. Thus, a fully automatic method for lymphoma detection is desirable. The AutoPET challenge dataset contains 145 full-body FDG-PET-CT images of lymphoma patients with pixel-level segmentation of lesions. The Retina U-Net utilizes semantic segmentation maps for object detection through simultaneous segmentation and detection. More recently, transformer-based methods became increasingly popular due to their good performance. Here, TransRUnet is proposed, a 2D deep neural network capable of segmentation and object detection, combining the Retina U-Net with a Feature Pyramid Transformer. Firstly, a Retina U-Net was trained as a Baseline on 2D axial slices of 116 patient volumes from the AutoPET dataset, achieving an mAP of 0.377 and a DSC of 0.737 on the 29 test patients. Secondly, the TransRUnet was trained on the same patients, achieving an mAP and DSC of 0.285 and 0.732, respectively. Performance comparison based on mAP and DSC did not show significant differences (p = 0.596 and p = 0.940, for mAP and DSC, respectively) between the Retina U-Net and the TransRUnet. Furthermore, a substantial difference in FROC between the two models could not be observed. The ground truth data should be preprocessed to reduce noise in the training data or a 3D generalization of the TransRUnet should be used to improve the detection performance. / Att i PET-CT-bildvolymer identifiera och lokalisera lymfomlesioner med hög FDG-aviditet är av stor betydelse för diagnos och övervakning av behandlingseffekt hos lymfompatienter. Denna process är omständlig, tidskrävande och felbenägen på grund av stora bildvolymer och heterogeniteten hos lesionerna. Därför är det önskvärt med en helautomatisk metod för lymfomdetektion. AutoPET Challenge-datasetet innehåller 145 FDG-PET-CT-bilder av lymfom-patienter med segmentering av lesioner på pixelnivå. Retina U-Net använder semantiska segmenteringskartor för objektsdetektering genom samtidig segmentering och detektering. På senare tid har transformatorbaserade metoder blivit alltmer populära på grund av sina goda prestanda. Här föreslås TransRUnet, ett djupgående neuralt 2D-nätverk som kan segmentera och upptäcka objekt och som kombinerar Retina U-Net med en Feature Pyramid Transformer. I första steget tränades ett Retina U-Net som baslinje på 2D axialskivor av 116 patientvolymer från AutoPET-dataset, och uppnådde en mAP på 0,377 och en DSC på 0,737 på de 29 testpatienterna. I nästa steg tränades TransRUnet på samma patienter och uppnådde en mAP och DSC på 0,285 respektive 0,732. Jämförelse av prestanda baserat på mAP och DSC visade inga signifikanta skillnader (p = 0,596 och p = 0,940 för mAP respektive DSC) mellan Retina U-Net och TransRUnet. Dessutom kunde ingen väsentlig skillnad i FROC mellan de två modellerna observeras. Ground truth-data bör förbehandlas för att minska bruset i träningsdata eller också bör en 3D-generalisering av TransRUnet användas för att förbättra detektionsprestanda.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-329327 |
| Date | January 2023 |
| Creators | Stahnke, Lasse |
| Publisher | KTH, Medicinteknik och hälsosystem |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-CBH-GRU ; 2023:064 |
Page generated in 0.0021 seconds