本技术公开了一种基于XLSTM‑HVED神经网络的脑部神经胶质瘤缺失模态分割方法,包括如下步骤:步骤1、获取神经胶质瘤数据集,并将数据集划分为训练集和测试集;步骤2、构建用于神经胶质瘤分割的XLSTM‑HVED神经网络模型,所述XLSTM‑HVED神经网络模型包括SAVE编码器、Vision XLSTM注意力模块、分割解码器、重建解码器和DuSFE模块;步骤3、使用训练集对XLSTM‑HVED神经网络模型进行训练,结合神经胶质瘤图像特点,对XLSTM‑HVED神经网络模型参数调优;步骤4、使用测试集测试评估得到的XLSTM‑HVED网络模型,最终实现脑部神经胶质瘤缺失模态分割。
背景技术
神经胶质瘤是最致命的癌症类型之一,也是成人最普遍的恶性原发性脑肿瘤,约占所有原发性脑肿瘤的25%,占恶性原发性脑和中枢神经系统肿瘤的80%。其中弥漫性神经胶质瘤是最常见的恶性亚型,但由于其在生物学行为、预后反应方面的可变性,给治疗和监测带来了巨大的挑战。
磁共振成像(MRI)是弥漫性神经胶质瘤诊断治理的成像金标准,其提供了关于肿瘤大小、位置和形态随时间变化的重要信息。不同的MRI模式,如T1、T1-Gd、T2和FLAIR,相互提供关于脑肿瘤的补充信息。T1和T2模式可提供亚急性脑卒中中血管源性水肿的信息;T1-Gd通过对比剂增强,揭示了与血管和血脑屏障相关的信息;而FLAIR模式则提供了脑卒中病变的一般信息。因此,在临床上,与使用单模态MRI相比,使用多模态MRI进行分割有助于减少不确定性并提高分割性能。然而,在实践中,模态的缺失经常发生。由于患者耐受性有限、扫描时间受限以及图像损坏,某些模态可能会丢失。在这种情况下,传统算法的分割性能会大大降低。因此,近年来在缺失模态条件下对MRI进行精准分割,引起了很多研究人员的关注,其实际意义不言而喻。例如,Sharma等人设计了一种多模态生成对抗网络(MM-GAN),用于合成缺失的MRI脉冲序列。Dorent等人设计了一种异构模态变分编码-解码器(HVED),用于在多模态缺失情况下的肿瘤分割和模态补全。Chen等人提出了一种基于特征解耦和门控融合的多模态脑肿瘤分割框架,旨在增强在多模态缺失情况下的鲁棒性。Liu等人设计了一种多模态掩码自动编码器(M3AE),用于在多模态缺失情况下的脑肿瘤分割。Zhang等人提出了一种多模态医学Transformer模型(mmFormer),用于在多模态不完整情况下进行脑肿瘤分割。但是上述这些方法仍存在对缺失模态的鲁棒性有限,模态间信息融合效率不高,分割准确度低等问题。
实现思路