Cristin-resultat-ID: 2052752
Sist endret: 19. januar 2023, 14:26
NVI-rapporteringsår: 2022
Resultat
Vitenskapelig artikkel
2022

H2G-Net: A multi-resolution refinement approach for segmentation of breast cancer region in gigapixel histopathological images

Bidragsytere:
  • André Pedersen
  • Erik Smistad
  • Tor Vikan Rise
  • Vibeke Grotnes Dale
  • Henrik P Sahlin Pettersen
  • Tor-Arne Schmidt Nordmo
  • mfl.

Tidsskrift

Frontiers in medicine
ISSN 2296-858X
e-ISSN 2296-858X
NVI-nivå 1

Om resultatet

Vitenskapelig artikkel
Publiseringsår: 2022
Publisert online: 2022
Volum: 9
Artikkelnummer: 971873
Open Access

Importkilder

Scopus-ID: 2-s2.0-85138905307

Beskrivelse Beskrivelse

Tittel

H2G-Net: A multi-resolution refinement approach for segmentation of breast cancer region in gigapixel histopathological images

Sammendrag

Over the past decades, histopathological cancer diagnostics has become more complex, and the increasing number of biopsies is a challenge for most pathology laboratories. Thus, development of automatic methods for evaluation of histopathological cancer sections would be of value. In this study, we used 624 whole slide images (WSIs) of breast cancer from a Norwegian cohort. We propose a cascaded convolutional neural network design, called H2G-Net, for segmentation of breast cancer region from gigapixel histopathological images. The design involves a detection stage using a patch-wise method, and a refinement stage using a convolutional autoencoder. To validate the design, we conducted an ablation study to assess the impact of selected components in the pipeline on tumor segmentation. Guiding segmentation, using hierarchical sampling and deep heatmap refinement, proved to be beneficial when segmenting the histopathological images. We found a significant improvement when using a refinement network for post-processing the generated tumor segmentation heatmaps. The overall best design achieved a Dice similarity coefficient of 0.933±0.069 on an independent test set of 90 WSIs. The design outperformed single-resolution approaches, such as cluster-guided, patch-wise high-resolution classification using MobileNetV2 (0.872±0.092) and a low-resolution U-Net (0.874±0.128). In addition, the design performed consistently on WSIs across all histological grades and segmentation on a representative × 400 WSI took ~ 58 s, using only the central processing unit. The findings demonstrate the potential of utilizing a refinement network to improve patch-wise predictions. The solution is efficient and does not require overlapping patch inference or ensembling. Furthermore, we showed that deep neural networks can be trained using a random sampling scheme that balances on multiple different labels simultaneously, without the need of storing patches on disk. Future work should involve more efficient patch generation and sampling, as well as improved clustering.

Bidragsytere

Andre Pedersen

Bidragsyterens navn vises på dette resultatet som André Pedersen
  • Tilknyttet:
    Forfatter
    ved Kirurgisk klinikk ved St. Olavs Hospital HF
  • Tilknyttet:
    Forfatter
    ved Institutt for klinisk og molekylær medisin ved Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet

Erik Smistad

  • Tilknyttet:
    Forfatter
    ved Helse ved SINTEF AS
  • Tilknyttet:
    Forfatter
    ved Institutt for sirkulasjon og bildediagnostikk ved Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet

Tor Vikan Rise

  • Tilknyttet:
    Forfatter
    ved Laboratoriemedisinsk klinikk ved St. Olavs Hospital HF
  • Tilknyttet:
    Forfatter
    ved Institutt for klinisk og molekylær medisin ved Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet

Vibeke Grotnes Dale

  • Tilknyttet:
    Forfatter
    ved Laboratoriemedisinsk klinikk ved St. Olavs Hospital HF
  • Tilknyttet:
    Forfatter
    ved Institutt for klinisk og molekylær medisin ved Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet
Aktiv cristin-person

Henrik Peter Sahlin Pettersen

Bidragsyterens navn vises på dette resultatet som Henrik P Sahlin Pettersen
  • Tilknyttet:
    Forfatter
    ved Institutt for klinisk og molekylær medisin ved Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet
  • Tilknyttet:
    Forfatter
    ved Laboratoriemedisinsk klinikk ved St. Olavs Hospital HF
1 - 5 av 9 | Neste | Siste »