Deep Lesion Graphs in the Wild: Relationship Learning and Organization of Significant Radiology Image Findings in a Diverse Large-scale Lesion Database

Radiologists in their daily work routinely find and annotate significant abnormalities on a large number of radiology images. Such abnormalities, or lesions, have collected over years and stored in hospitals' picture archiving and communication systems. However, they are basically unsorted and lack semantic annotations like type and location. In this paper, we aim to organize and explore them by learning a deep feature representation for each lesion. A large-scale and comprehensive dataset, DeepLesion, is introduced for this task. DeepLesion contains bounding boxes and size measurements of over 32K lesions. To model their similarity relationship, we leverage multiple supervision information including types, self-supervised location coordinates and sizes. They require little manual annotation effort but describe useful attributes of the lesions. Then, a triplet network is utilized to learn lesion embeddings with a sequential sampling strategy to depict their hierarchical similarity structure. Experiments show promising qualitative and quantitative results on lesion retrieval, clustering, and classification. The learned embeddings can be further employed to build a lesion graph for various clinically useful applications. We propose algorithms for intra-patient lesion matching and missing annotation mining. Experimental results validate their effectiveness.Comment: Accepted by CVPR2018. DeepLesion url adde

Intensity modulated radiation therapy and arc therapy: validation and evolution as applied to tumours of the head and neck, abdominal and pelvic regions

Intensiteitsgemoduleerde radiotherapie (IMRT) laat een betere controle over de dosisdistributie (DD) toe dan meer conventionele bestralingstechnieken. Zo is het met IMRT mogelijk om concave DDs te bereiken en om de risico-organen conformeel uit te sparen. IMRT werd in het UZG klinisch toegepast voor een hele waaier van tumorlocalisaties. De toepassing van IMRT voor de bestraling van hoofd- en halstumoren (HHT) vormt het onderwerp van het eerste deel van deze thesis. De planningsstrategie voor herbestralingen en bestraling van HHT, uitgaande van de keel en de mondholte wordt beschreven, evenals de eerste klinische resultaten hiervan. IMRT voor tumoren van de neus(bij)holten leidt tot minstens even goede lokale controle (LC) en overleving als conventionele bestralingstechnieken, en dit zonder stralingsgeïnduceerde blindheid. IMRT leidt dus tot een gunstiger toxiciteitprofiel maar heeft nog geen bewijs kunnen leveren van een gunstig effect op LC of overleving. De meeste hervallen van HHT worden gezien in het gebied dat tot een hoge dosis bestraald werd, wat erop wijst dat deze “hoge dosis” niet volstaat om alle clonogene tumorcellen uit te schakelen. We startten een studie op, om de mogelijkheid van dosisescalatie op geleide van biologische beeldvorming uit te testen. Naast de toepassing en klinische validatie van IMRT bestond het werk in het kader van deze thesis ook uit de ontwikkeling en het klinisch opstarten van intensiteitgemoduleerde arc therapie (IMAT). IMAT is een rotationele vorm van IMRT (d.w.z. de gantry draait rond tijdens de bestraling), waarbij de modulatie van de intensiteit bereikt wordt door overlappende arcs. IMAT heeft enkele duidelijke voordelen ten opzichte van IMRT in bepaalde situaties. Als het doelvolume concaaf rond een risico-orgaan ligt met een grote diameter, biedt IMAT eigenlijk een oneindig aantal bundelrichtingen aan. Een planningsstrategie voor IMAT werd ontwikkeld, en type-oplossingen voor totaal abdominale bestraling en rectumbestraling werden onderzocht en klinisch toegepast

A Survey on Deep Learning in Medical Image Analysis

Deep learning algorithms, in particular convolutional networks, have rapidly become a methodology of choice for analyzing medical images. This paper reviews the major deep learning concepts pertinent to medical image analysis and summarizes over 300 contributions to the field, most of which appeared in the last year. We survey the use of deep learning for image classification, object detection, segmentation, registration, and other tasks and provide concise overviews of studies per application area. Open challenges and directions for future research are discussed.Comment: Revised survey includes expanded discussion section and reworked introductory section on common deep architectures. Added missed papers from before Feb 1st 201

Continuous convex relaxation methodology applied to retroperitoneal tumors

In this paper, two algorithms for the segmentation of tumors in soft tissues are presented and compared. These algorithms are applied to the segmentatiion of retroperitoneal tumors. Method: The algorithms are based on a continuous convex relaxation methodology with the introduction of an accumulated gradient distance (AGD). Algorithm 1 is based on two-label convex relaxation and Algorithm 2 applies multilabel convex relaxation. Results: Algorithms 1 and 2 are tested on a database of 6 CT volumes and their results are compared with the manual segmentation. The multilabel version performs better, achieving a 91% of sensitivity, 100% of specificity, 88% of PPV and 89% of Dice index. Conclusions: To the best of our knowledge, this is the first time that the segmentation of retroperitoneal tumors has been addressed. Two segmentation algorithms have been compared and the multilabel version obtains very good resultsJunta de Andalucía P11-TIC-7727Junta de Andalucía PT13/0006/003