Deep Learning for Ischemic Stroke Lesion Segmentation: A Comparative Study of Model Architectures

2026

Толық мәтін Ашық қол жеткізу: Gold Метадеректер (CSL-JSON)
DOI 10.3390/engproc2026154067
Деректер сенімділігі 70 орташа
Бұл баға қалай есептеледі

Ол жазбаның өзінің тексерілетін белгілерінен құралады: мақаланың DOI-і бар ма, оның деректерін қанша тәуелсіз дереккөз растады, міндетті өрістер толтырылған ба және соңғы растау қаншалықты жаңа. Дереккөздер арасындағы алшақтық пен идентификатордың болмауы бағаны төмендетеді. 80-нен бастап мән жазбаның қосымша тексерусіз жарияланғанын, 60-тан 79-ға дейін — оның сенімділігі төмен күйде жарияланғанын және қолмен тексеру ұсынылатынын білдіреді. Редактор қолмен тексерген жазбаны қайта есептеу 90-нан төмен түсірмейді. Бұл — мақаланың өзіне емес, ол туралы деректерімізге берілген баға.

Аңдатпа

Accurate and automated segmentation of ischemic stroke lesions from magnetic resonance imaging (MRI) data is crucial for rapid clinical diagnosis, treatment planning, and patient prognosis. This study presents a comprehensive evaluation of various deep learning architectures for segmenting acute and subacute ischemic lesions using the multicenter ISLES 2022 dataset. We compare traditional 3D U-Net models, attention mechanisms, and modern hybrid architectures, specifically Swin-UNETR (Swin Transformer-based UNet TRansformer). Our experiments utilize multimodal MRI data, including diffusion-weighted images (DWI) and apparent diffusion coefficient (ADC) maps. Results demonstrate that the Swin-UNETR architecture, combined with a specialized pad or crop preprocessing pipeline, advanced data augmentation using the TorchIO library, and a combined Dice–Cross Entropy (DiceCE) loss function, provides competitive performance. The best Swin-UNETR model achieved a Dice of 0.717, precision of 0.793, recall of 0.708, and HD95 of 12.24 mm on the validation set, with a loss of 0.26. The baseline 3D U-Net achieved a comparable Dice of 0.726, while Swin-UNETR showed higher precision, recall, and lower HD95. This study highlights the effectiveness of integrating hierarchical transformers with convolutional decoders for extracting both local and global contextual information in complex medical imaging tasks.