Generative Adversarial Networks based Skin Lesion Segmentation

Skin cancer is a serious condition that requires accurate identification and treatment. One way to assist clinicians in this task is by using computer-aided diagnosis (CAD) tools that can automatically segment skin lesions from dermoscopic images. To this end, a new adversarial learning-based framework called EGAN has been developed. This framework uses an unsupervised generative network to generate accurate lesion masks. It consists of a generator module with a top-down squeeze excitation-based compound scaled path and an asymmetric lateral connection-based bottom-up path, and a discriminator module that distinguishes between original and synthetic masks. Additionally, a morphology-based smoothing loss is implemented to encourage the network to create smooth semantic boundaries of lesions. The framework is evaluated on the International Skin Imaging Collaboration (ISIC) Lesion Dataset 2018 and outperforms the current state-of-the-art skin lesion segmentation approaches with a Dice coefficient, Jaccard similarity, and Accuracy of 90.1%, 83.6%, and 94.5%, respectively. This represents a 2% increase in Dice Coefficient, 1% increase in Jaccard Index, and 1% increase in Accuracy

MoNuSAC2020:A Multi-Organ Nuclei Segmentation and Classification Challenge

Detecting various types of cells in and around the tumor matrix holds a special significance in characterizing the tumor micro-environment for cancer prognostication and research. Automating the tasks of detecting, segmenting, and classifying nuclei can free up the pathologists' time for higher value tasks and reduce errors due to fatigue and subjectivity. To encourage the computer vision research community to develop and test algorithms for these tasks, we prepared a large and diverse dataset of nucleus boundary annotations and class labels. The dataset has over 46,000 nuclei from 37 hospitals, 71 patients, four organs, and four nucleus types. We also organized a challenge around this dataset as a satellite event at the International Symposium on Biomedical Imaging (ISBI) in April 2020. The challenge saw a wide participation from across the world, and the top methods were able to match inter-human concordance for the challenge metric. In this paper, we summarize the dataset and the key findings of the challenge, including the commonalities and differences between the methods developed by various participants. We have released the MoNuSAC2020 dataset to the public

Generative adversarial networks based skin lesion segmentation

Abstract Skin cancer is a serious condition that requires accurate diagnosis and treatment. One way to assist clinicians in this task is using computer-aided diagnosis tools that automatically segment skin lesions from dermoscopic images. We propose a novel adversarial learning-based framework called Efficient-GAN (EGAN) that uses an unsupervised generative network to generate accurate lesion masks. It consists of a generator module with a top-down squeeze excitation-based compound scaled path, an asymmetric lateral connection-based bottom-up path, and a discriminator module that distinguishes between original and synthetic masks. A morphology-based smoothing loss is also implemented to encourage the network to create smooth semantic boundaries of lesions. The framework is evaluated on the International Skin Imaging Collaboration Lesion Dataset. It outperforms the current state-of-the-art skin lesion segmentation approaches with a Dice coefficient, Jaccard similarity, and accuracy of 90.1%, 83.6%, and 94.5%, respectively. We also design a lightweight segmentation framework called Mobile-GAN (MGAN) that achieves comparable performance as EGAN but with an order of magnitude lower number of training parameters, thus resulting in faster inference times for low compute resource settings

ДЕЯКІ ПРЕДИКТОРИ ПЕРВИННОГО ЕПІЗОДУ БІПОЛЯРНОГО АФЕКТИВНОГО РОЗЛАДУ

Problem of bipolar affective disorder is one of the actual problems in modern psychiatry. The aim of the study – to learn the features of heredity of patients with bipolar affective disorder (BAD) and initial factors, taking into account the gender factor and the variant of the primary episode of the BAD. Materials and Methods. We studied medical records of 180 men and 222 women with initial BAD episode. Three main variants of the course of the primary episode of BAD are distinguished: with predominance of depressive symptoms (depressive variant) – 79.4 %, with predominance of manic or hypomanic symptoms (manic variant) – 15.7 %, with both depressive and manic symptoms or with fast phase change (mixed variant) – 4.9 %. Results and Discussion. In patients with a manic variant of the initial episode, the burden of heredity on all mental disorders and alcoholism (47.6 %) was more often than in patients with depressive variant (35.1 %, p<0.05) and mixed (40.0 %, p>0.05) variant of the initial episode. Most often, an unintentional start occurred in the manic variant (61.9 %, p<0.01), less frequently in mixed cases (55.0 %, p<0.01), and most often in depressed (21.4 %) variant. In the depressive variant of the initial episode, the connection between the onset of the disease and the psycho-emotional stress was more frequently detected – in 70.8 % of the subjects compared with 31.7 % of the manic and 35.0 % of the mixed variant of the initial episode (p<0.01). Conclusions. In patients with BAD we revealed insignificant burdens of heredity for BAD with a significant burden of heredity for mental disorders and addicts in general, and in patients with a manic variant of the initial episode, significantly more frequent manifested heredity for all mental disorders and alcoholism. In patients with a depressive variant, the primary episode is significantly more associated with the effect of psycho-emotional stress, and in patients with a manic and mixed variant is more often not associated with the action of external factors. These features should be taken into account when developing diagnostic, therapeutic, rehabilitation and preventive measures.Проблема биполярного аффективного расстройства является одной из наиболее актуальных проблем в современной психиатрии. Цель исследования – изучить особенности наследственности больных с биполярным эффективным расстройством (БАР) и инициальных факторов с учетом гендерного фактора и варианта первичного эпизода заболевания. Материалы и методы. Проанализированы особенности течения первичного эпизода БАР на основании медицинской документации 180 мужчин и 222 женщин с этим диагнозом. Выделены три основных варианта течения первичного эпизода БАР: с преобладанием депрессивной симптоматики (депрессивный вариант) – 79,4 % обследованных, с преобладанием маниакальной или гипоманиакальной симптоматики (маниакальный вариант) – 15,7 %, и с одновременным наличием депрессивной и маниакальной симптоматики или с быстрой сменой фаз (смешанный вариант) – 4,9 %. Результаты исследований и их обсуждение. У больных с маниакальным вариантом первичного эпизода чаще обнаруживалась отягощенная наследственность по всем психическим расстройствам и алкоголизму (47,6 %) по сравнению с больными с депрессивным (35,1 %, р<0,05) и смешанным (40,0 %, р>0,05) вариантами первичного эпизода. Чаще всего беспричинное начало имело место при маниакальном варианте (61,9 %, р<0,01), реже при смешанном (55,0 %, р<0,01), и еще реже при депрессивном (21,4 %) варианте. При депрессивном варианте первичного эпизода чаще обнаруживалась связь начала заболевания с психоэмоциональным стрессом – у 70,8 % обследованных против 31,7 % с маниакальным и 35,0 % смешанным вариантами первичного эпизода (р<0,01). Выводы. У больных с БАР выявлено незначительную отягощенность наследственности по психическим расстройствам и аддикциям в целом, причем у пациентов с маниакальным вариантом первичного эпизода значимо чаще выявлялась наследственность по всем психическими расстройствами и алкоголизмом. У больных с депрессивным вариантом первичный эпизод значимо чаще связан с воздействием психоэмоционального стресса, а в лиц с маниакальным и смешанным вариантами чаще не связан с действием внешних факторов. Эти особенности должны учитываться при разработке диагностических, лечебных, реабилитационных и профилактических мероприятий.Проблема біполярного афективного розладу є однією з найактуальніших проблем у сучасній психіатрії. Мета дослідження – вивчити особливості спадковості хворих із біполярним ефективним розладом (БАР) та ініціальних факторів з урахуванням гендерного чинника та варіанта первинного епізоду захворювання. Матеріали і методи. Проаналізовано особливості перебігу первинного епізоду БАР на основі медичної документації 180 чоловіків і 222 жінок із цим діагнозом. Виділено три основні варіанти перебігу первинного епізоду БАР: із переважанням депресивної симптоматики (депресивний варіант) – 79,4 % обстежених, з переважанням маніакальної або гіпоманіакальної симптоматики (маніакальний варіант) – 15,7 % та з одночасною наявністю депресивної та маніакальної симптоматики або зі швидкою зміною фаз (змішаний варіант) – 4,9 %. Результати досліджень та їх обговорення. У хворих із маніакальним варіантом первинного епізоду частіше виявлялася обтяжена спадковість за усіма психічними розладами та алкоголізмом (47,6 %) порівняно з хворими з депресивним (35,1 %, р<0,05) та змішаним (40,0 %, р>0,05) варіантами первинного епізоду. Найчастіше безпричинний початок мав місце при маніакальному варіанті (61,9 %, р<0,01), рідше при змішаному (55,0 %, р<0,01), і найрідше при депресивному (21,4 %) варіанті. При депресивному варіанті первинного епізоду частіше виявлявся зв’язок між початком захворювання і психоемоційним стресом – у 70,8 % обстежених проти 31,7 % з маніакальним та 35,0 % змішаним варіантами первинного епізоду (р<0,01). Висновки. У хворих із БАР виявлено незначну обтяженість спадковості за психічними розладами та адикціями загалом, причому в пацієнтів із маніакальним варіантом первинного епізоду значуще частіше виявлялася обтяжена спадковість за усіма психічними розладами й алкоголізмом. У хворих із депресивним варіантом первинний епізод значуще частіше пов’язаний з дією психоемоційного стресу, а в осіб із маніакальним та змішаним варіантами частіше не пов’язаний із дією зовнішніх факторів. Ці особливості повинні враховувати при розробці діагностичних, лікувальних, реабілітаційних та профілактичних заходів