I AE S In t er na t io na l J o urna l o f   Art if icia l In t ellig ence   ( I J - AI )   Vo l.   10 ,   No .   3 Sep tem b er   202 1 ,   p p .   5 7 6 ~ 5 8 3   I SS N:  2 2 5 2 - 8 9 3 8 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijai.v 10 .i 3 . p p 5 7 6 - 5 8 3     576       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij a i . ia esco r e. co m   Autom a tic  c erebr o v a scula r seg menta tion met ho ds - a   revi ew       F a t ma   T a her,   Nee m a   P r a ka s h   Co ll e g e   o f   Tec h n o lo g ica In n o v a t io n ,   Zay e d   U n iv e rsit y ,   D u b a i,   Un it e d   Ara b   Emira tes       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Ap r   2 6 ,   2 0 2 0   R ev is ed   Ma y   1 8 ,   2 0 2 1   Acc ep ted   Ma y   2 7 ,   2 0 2 1       Ce re b ro v a sc u lar  d ise a se a re   o n e   o th e   se ri o u s   c a u se fo r   th e   in c re a se   in   m o rtalit y   ra te  i n   t h e   wo rl d   w h ich   a ffe c th e   b l o o d   v e ss e ls  a n d   b lo o d   su p p l y   t o   th e   b ra in .   In   o rd e r,   d iag n o s e   a n d   stu d y   t h e   a b n o rm a li ti e in   th e   c e re b ro v a sc u lar  sy ste m ,   a c c u ra t e   se g m e n tatio n   m e th o d c a n   b e   u se d .   T h e   sh a p e ,   d irec ti o n   a n d   d istri b u t io n   o b lo o d   v e ss e ls  c a n   b e   stu d ied   u si n g   a u to m a ti c   se g m e n tatio n .   T h is   will   h e lp   th e   d o c to rs  to   e n v isa g e   th e   c e re b ro v a sc u lar  sy ste m .   D u e   to   th e   c o m p le x   sh a p e   a n d   t o p o lo g y ,   a u t o m a ti c   se g m e n tatio n   is  stil a   c h a ll e n g e   to   th e   c li n icia n s.  In   t h is  p a p e r,   s o m e   o th e   late st  a p p ro a c h e u se d   f o se g m e n tatio n   o f   m a g n e ti c   re so n a n c e   a n g io g ra p h y   ima g e a re   e x p lain e d .   S o m e   o s u c h   m e th o d a re   d e e p   c o n v o lu ti o n a n e u ra l   n e two rk   (CNN ),   3 d ime n ti o n a l - C NN   (3 D - CNN a n d   3 U - Ne t.   F i n a ll y ,   t h e se   m e th o d a re   c o m p a re d   fo r   e v a l u a ti n g   t h e ir  p e rfo rm a n c e .   3 U - Ne is  t h e   b e tt e p e rfo rm e a m o n g   t h e   d e sc ri b e d   m e th o d s.   K ey w o r d s :   C er eb r o v ascu lar   C NN   MRA   Seg m en tatio n   U - Net   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Fatm T ah er   C o lleg o f   T ec h n o lo g ical  I n n o v atio n   Z ay ed   Un iv e r s ity   Du b ai,   Un ited   Ar ab   E m ir ates   E m ail: f atm a. tah er @ zu . ac . ae       1.   I NT RO D UCT I O N   I n   th w o r ld ,   v ascu lar   d is ea s es  ar o n e   o f   t h m o s co m m o n   ca u s o f   d ea th   wh ich   ca u s es  s tr o k in   ab o u m illi o n s   o f   p eo p le  ev er y   y ea r .   T h er e f o r e,   f ast,   an d   ac cu r ate  to o ls   ar r eq u ir ed   in   o r d er   to   d iag n o s an d   tr ea ce r eb r o v ascu lar   d is ea s es.  Ma g n etic   r eso n a n ce   an g io g r ap h y   ( MRA )   is   th e   o n e   o f   th co m m o n   im ag in g   tech n iq u es  u s ed   t o   p er f o r m   th is   f u n ctio n ,   w h ich   co n s is ts   in   m ag n etic  r eso n an ce   im a g in g   ( MRI)   th at  lo o k s   s p ec if ically   th b lo o d   f lo i n   th b r ain   v ess els  wh en   m e asu r in g .   Dif f e r en m et h o d s   o f   MRA  ar ti me - of - f lig h ( T OF) ,   p h ase  co n tr ast  ( PC ) ,   an d   f r esh   b l o o d   im a g i n g   ( FB I )   an d   c o n tr ast - en h an c ed   MRA  [ 1 ] .   T OF  MRA  i s   th m o s t   co m m o n ly   u s ed   im ag in g   m o d alities   in   n o n - in v asiv v ascu lar   r esear ch   [ 2 ] .   Seg m en tatio n   is   u s ed   to   id en tif y   an d   s ep ar ate  v ess els  f r o m   n eig h b o r h o o d   tis s u wh ich   h elp s   in   b etter   v ie an d   q u an titativ e   an aly s is .   Seg m en tatio n   o f   b l o o d   v ess els  d o n m an u ally   is   h av in g   m an y   s h o r tc o m in g s   lik it  is   tim e - co n s u m in g ,   p r o n t o   er r o r .   I n   s u ch   s itu atio n ,   m o r a cc u r ate  an d   f aster   s eg m en ta tio n   m eth o d s   ar e   im p lem en ted .   So m o f   th ap p r o ac h es  u s e d   f o r   ce r eb r o v as cu lar   s eg m en tatio n   ar d ee p   C NN  [ 3 ] ,   3 C NN,   an d   3 U - Net.   C NN  is   class   o f   d ee p   n eu r al  n etwo r k   [ 4 ]   c o n s is tin g   o f   o n o r   m o r c o n v o lu tio n al   lay e r s ,   p o o lin g   lay er ,   an d   f u lly   c o n n ec ted   lay er .   f ea tu r m ap   cr ea ted   b y   th f ir s lay er   i.e . ,   co n v o lu tio n al  lay er   is   u s ed   to   ex tr ac t th f ea tu r es f r o m   an   in p u t im ag e.   T h is   is   p o s s ib le   b y   u s in g   f ilter   th at  s ca n s   th f u ll im ag p ix el  wis e .   Po o lin g   la y er   c u td o wn   th e   q u an tity   o f   in f o r m atio n   th e   f ir s t   lay er   g e n er ated   f o r   ea c h   f ea tu r an d   m ai n tain s   th e   m o s im p o r tan t   in f o r m atio n   o n ly .   T h e   o u t p u g e n er ated   b y   th p o o lin g   lay e r   is   f latten ed   b y   f u lly   co n n ec ted   in p u lay er ,   wh ich   co n v er ts   th em   in to   a   s in g le  v ec to r   th at  s e r v es  as  an   in p u f o r   t h n e x l ay er .   Af ter   p ass in g   th r o u g h   th e   f u lly   co n n ec ted   lay er ,   t h e   f in al  lay e r s   u s th So f tMa x   ac tiv atio n   f u n ctio n   wh ich   h elp s   in   class if icatio n .   Fu lly   co n n ec te d   o u t p u lay e r   g e n er ates  th f in al  r esu lt  wh ich   will  d eter m in class   f o r   th e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif  I n tell   I SS N:  2252 - 8 9 3 8         A u to ma tic  ce r eb r o va s cu la r   s eg men ta tio n   meth o d s - a   r ev iew   ( F a tma   Ta h er )   577   im ag e.   T h f ilter s   o f   d if f er e n s izes  ar u s ed ,   al s o   k n o wn   as  k er n els.  Usu ally ,   co n v o lu ti o n   lay er   an d   p o o l   lay er   ar u s ed   in   s o m c o m b in atio n   in   C NN  ar ch itectu r [ 5 ] .   Ma x   p o o lin g   an d   m ea n   p o o lin g   a r th two   ty p es  o f   o p er atio n s   ca r r ie d   o u b y   th p o o lin g   lay e r .   Me an   p o o lin g   o r   av er ag p o o lin g   ca lcu lates  th av er ag v alu f r o m   th r eg i o n   o f   th f ea tu r m ap .   Ma x im u m   Po o lin g   also   ca lled   as  m ax   p o o li n g   f in d s   th m ax im u m   v alu f r o m   th r e g io n   o f   f ea tu r m ap   co v er e d   b y   f ilter .   T h er r o r   ca u s ed   b y   th n eig h b o r h o o d   s ize  lim itatio n   ca n   b r ed u ce d   b y   m ea n   p o o li n g   an d   it  also   r etain s   th b ac k g r o u n d   in f o r m atio n .   T h esti m ated   er r o r   ca u s ed   b y   th m ea n   d e v iatio n   ca n   b r ed u ce d   b y   m a x   p o o lin g   a n d   h e n ce   k ee p s   m o r tex tu r e   in f o r m atio n .   I n   3 D - C NN,   3 f ilter s   ca n   m o v in   all  th th r ee   d im e n s io n s   i.e . ,   alo n g   X,   a n d   Z   ax es.   3 C NN  r eq u ir es  m o r p ar am eter s   an d   co m p u tatio n s   co m p ar ed   to   2 D.   I m p r o v em e n in   c o m p u ter   h ar d war e   an d   3 m ed ical  im ag in g   av aila b ilit y   g iv es  th co n ce p o f   u s in g   3 in f o r m atio n   f o r   s eg m e n tatio n .   C o m p ar e d   to   2 D   an d   2 . 5 ap p r o ac h es  wh ich   a r h av in g   o n e ,   th r ee   o r th o g o n al  v iews,  r esp ec tiv ely ,   3   d im e n s io n al  im ag es  ca n   d eliv er   in f o r m atio n   in   an y   d ir ec tio n .   Fo r   th s eg m e n tatio n   o f   th b r ain   tu m o r   o f   a r b itra r y   s ize,   th f ir s p u r e   3 m o d els  wer in tr o d u ce d .   Mu ltis ca le,   d u al - p ath   3 C NN  is   also   u s ed   in   m an y   ap p licatio n s .   T h n ex t   p ath way   r ec eiv ed   th p atch es  f r o m   s u b   s am p le d   r ep r esen tatio n   o f   th im a g e.   Mo r a r ea s   ar o u n d   th v o x el   ca n   b p r o ce s s ed   b y   u s in g   th i s ,   wh ich   will  b a d v an ta g eo u s   to   th e   wh o le  s y s tem   [ 6 ] .   Fo r   b etter   p er f o r m a n ce ,   s m all  k er n el  s ize  ca n   b p r ef e r r ed .   A   d ee p   m o d el  is   r eq u ir e d   to   is o late  a n   o r g an   f r o m   co m p lex   im ag es  w h ich   ca n   th er eb y   ex tr ac h ig h ly   i n f o r m ativ f ea tu r es.  s ig n if ica n ch allen g f o r   3 m o d els  is   to   tr ain   s u ch   d ee p   n etwo r k .   I n   o r d er   to   s tr en g th en   th U - Net  [ 7 ]   s tr u ct u r with   r ich er   s p atial  in f o r m atio n   m o d el,   3 U - Net  is   d ev elo p e d   wh ich   is   d ee p   n eu r al  n etwo r k   th at  h elp s   in   v er y   co m p ac v o lu m etr ic  s eg m en tatio n .   3 U - Net  r eq u ir es  o n ly   s o m a n n o tated   2 s lices  b y   u s in g   weig h ted   lo s s   f u n ctio n   an d   d ata  au g m en tatio n   f o r   tr ain in g .   T h is   n etwo r k   tak es  3 v o lu m as  in p u an d   3 o p er atio n s   l ik co n v o l u tio n ,   p o o lin g ,   a n d   lo s s   ca lcu latio n   ar e   u s ed   to   p r o ce s s   th em .   Fo r   v ascu lar   b o u n d ar y   d etec tio n ,   3 U - Net  was  u s ed .   On o f   th d is ad v an tag es  o f   3 D   U - Net  is   th in p u im a g s ize  s h o u ld   b e   s m all  b ec au s o f   li m ited   m em o r y   s p ac [ 8 ] .   T h er ef o r e,   t h in p u s ize  o f   r e g io n   o f   in ter est  ( R OI )   is   h av in g   p o o r   r eso lu tio n .   T h e r e f o r e,   th in p u i m ag ca n   b d iv id ed   in t o   m u ltip le   b atch es  to   o v er co m e   th is   is s u e,   wh ich   ca n   b e   f u r t h er   u s ed   f o r   tr ain in g   an d   test in g .   I n   th is   p ap er ,   th ese  th r ee   m eth o d s   ar ex p lain ed   in   d etai l a n d   co m p ar ed   th ei r   p er f o r m a n ce   with   g lo b al  s tatis tica l b ase d   ap p r o ac h   ( GSB )   b y   u s in g   d ice  s im ilar ity   co ef f i cien t ( DSC )   v alu es.   T h r em ain in g   p ar o f   th is   p a p er   is   o r g a n ized   is   b ein g   as.  I n   th n e x s ec tio n ,   liter atu r e   s u r v ey   is   p r es en ted .   I n   s ec tio n   3 ,   d if f er en ce r eb r o v ascu lar   s eg m en ta tio n   m eth o d s   ar e x p lain ed ,   i n   s ec tio n   4 ,   r esu lts   ar d is cu s s ed   an d   f in ally   co n cl u s io n   is   p r esen ted   in   s ec tio n   5 .       2.   RE L AT E WO RK S   Ma jo r   co n tr ib u tio n s   o f   s o m o f   th r esear ch er s   wh o   aim ed   at  d ev elo p in g   s y s tem   f o r   ce r eb r o v ascu lar   s eg m en tatio n   ar s u m m ar ize d   b elo w.   San ch es  et  a l.  [ 1 ]   p r o p o s e d   ce r eb r o v ascu lar   s eg m en tatio n   m eth o d   u s in g   d ee p   lear n in g .   3 m o d el  ca lled   Uce p tio n   wh ich   is   in s p ir ed   f r o m   U - Net   ar ch itectu r is   d is cu s s ed   in   th is   p ap er .   W h en   co m p ar ed   with   th U - Net  m o d el,   th is   3 a r ch itectu r s h o wed   b etter   p er f o r m a n ce .   I n   o r d e r   t o   im p r o v e   th o u tco m e   o f   th i s   m o d el,   t h ey   h av e   d ec id e d   t o   ad d   m o r d etails  r eg ar d in g   th ce r e b r o v ascu lar   an ato m y   in   th n e u r al  n etwo r k .   Hesam ian   et  a l.   [ 6 ]   s u m m a r ized   s o m e   o f   th m ed ical  i m ag s eg m e n tatio n   m eth o d s   an d   th eir   p er f o r m an ce   co m p a r ed   with   o ld   m eth o d s .   T h is   p ap e r   also   e x p lain ed   s o m o f   th a p p licat io n s   h elp f u in   th e   m ed ical  in d u s tr y   s u ch   as  tr ain in g   tech n iq u es  u s ed   f o r   im a g e   s eg m en tatio n .   Ad v a n tag es  an d   d is ad v a n tag es  o f   th ese  tech n iq u es  ar also   tak en   in to   co n s id er atio n .   T h ch a llen g es  f ac ed   b y   th d ee p   lea r n in g   n etwo r k s   f o r   s eg m en tatio n   an d   its   ef f ec tiv r em ed ies ar also   ex p lain e d   at   th en d .   f u lly   au to m atic  s eg m en t atio n   m eth o d   is   p r o p o s ed   b y   Gao   et  a l.  [ 9 ]   f o r   d et ec tio n   o f   ce r eb r o v ascu lar   d is ea s es.  T h is   s eg m en tatio n   m eth o d   is   v er y   f ast  to o .   I m p r o v ed   cu r v ev o l u tio n   an d   s tatis tical  m o d el  an al y s is   p lay   m ajo r   r o le  in   th e   s eg m en tatio n   o f   3 D - ce r eb r al  v ess els  f r o m   MRA.  Mo d ellin g   o f   th e   ce r eb r al  v ess els  is   al s o   ex p lain ed   in   th is   p ap er .   C o m b in atio n   o f   r e g io n   d is tr ib u tio n   an d   g r ad ien in f o r m atio n   is   u s ed   as  o n n o v el   m o d i n   cu r v e   ev o lu tio n .   L o c o n tr ast   th in   v ess el  b o u n d ar y   a r o u n d   b r ain   tis s u ca n   b d eter m in ed   b y   u s in g   t h ed g e - s tr en g th   f u n ctio n .   f ast  lev el  s et  m eth o d   was  in tr o d u c ed   to   s p ee d   u p   th e   im p lem en tatio n   o f   cu r v e v o lu tio n   wh ic h   h elp s   in   i m p r o v i n g   th p er f o r m an ce   o f   ce r e b r o v ascu lar   s eg m en tatio n .   Fatm et  a l.  [ 1 0 ]   p r esen te d   r ev iew  o n   ac c u r ate  a n d   ad v an ce d   au to m ated   m e th o d s   f o r   ce r eb r o v ascu lar   s eg m e n tatio n .   I n   th is   p a p er ,   o ld ,   n ew,   au to m atic,   an d   s em iau to m atic  m o d els  ex p lain ed   alo n g   with   its   ad v an tag es  an d   d is ad v an tag es.  lin ea r   co m b i n atio n   o f   d is cr ete  g au s s ian s   ( L C DG)   m o d el  is   u s ed   f o r   s eg m en tatio n   th at  y ield s   th em p ir ical  m ar g in al  g r ay   lev el   d is tr ib u ti o n   in ten s ity   in   th i m ag es,  wh ile  u s in g   m o d if ied   e x p ec tatio n   m ax im iz atio n   ( E M)   alg o r ith m   f o r   r ef in em en t.   s tatis tical  m eth o d   d is cu s s ed   b y   Fatm et   a l.  [ 1 1 ]   u tili ze s   v o x el - wis class if icatio n .   I n   o r d er   to   is o late  b lo o d   v ess els  f r o m   th b ac k g r o u n d   o f   ea ch   tim o f   f lig h MRA  s lice,   p r o b ab ilit y   m o d els  o f   v o x el   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8     I n t J Ar tif   I n tell Vo l.  10 ,   N o .   3 Sep tem b er   202 1 :    5 7 6   -   583   578   in ten s ities   ar d eter m in ed .   T h m ar g in al   em p ir ical   d is tr ib u t io n   o f   in ten s ity   p r o b ab ilit ies  is   ap p r o x im ated   f o r   th p u r p o s o f   class if icatio n   wh er L C DG  is   em p lo y ed   with   alter n ate  s ig n s .   Fo r   lin ea r   co m b in atio n   o f   g au s s ian   ap p r o x im atio n ,   E M - b ased   tech n iq u es a r e   also   u tili ze d   th at  h elp s   in   d ea lin g   with   L C DGs.       3.   RE S E ARCH   M E T H O D   C er eb r o v ascu lar   s eg m en tatio n   m eth o d s   s u ch   as   d ee p   co n v o l u tio n al  n eu r al  n etwo r k   ( C NN) ,   3 d im en tio n al - C NN  ( 3 D - C NN)   an d   3 U - Net  ar u s ed   f o r   co n d u ctin g   th is   r esear ch   wh ic h   ar d is cu s s ed   i n   d etail.   T h ese  m eth o d s   ar co m p ar ed   f o r   ev alu atin g   th eir   p er f o r m a n ce s .   Dice   s im ilar ity   co ef f icien t   ( DSC )   is   u s ed   f o r   d eter m in in g   th s eg m en tatio n   ac cu r ac y .     3 . 1 .     Co nv o lutio na l neura l net wo rk   ( CNN)   W h en   co n s id er in g   tim e - of - f li g h ( T OF )   MRA  im ag es,   th er e   ar ch an ce s   o f   o v e r - f itti n g   in   t h m o d el  lear n in g   an d   in cr ea s ed   p r o ce s s in g   tim b y   th u s o f   c o m p l ex   d ee p   C NN  ar ch itectu r es.  A   C NN  ar ch itectu r p r o p o s ed   b y   Ph ellan   et  a l.  [ 1 2 ]   c o m p o s ed   o f   two   co n v o lu t io n al  lay er s   an d   f u lly   co n n ec t ed   lay er s .   Fig u r e   1   d ep icts   th C NN  ar ch itectu r e,   wh er th n u m b er   o f   f ilter s   an d   d etails  o f   r ec ep tiv e   f ield   in   th two   co n v o l u tio n al  lay er s   ar m en ti o n ed .   T h er is   n o   s u b   s am p lin g   in   th s ec o n d   c o n v o lu tio n al  lay er .   Nex lay e r   is   r ec tifie d   lin ea r   ac tiv atio n   ( R eL u )   wh ich   will  r ed u ce   th b a ck   p r o p a g atio n   v a n is h in g   p r o b lem .   T h er ar two   f u lly   co n n ec te d   lay er s   p r esen in   th is   ar ch itectu r e.   T h f ir s f u lly   co n n ec ted   lay e r s   will  r ed u ce   th d im en s io n ality   f r o m   2 5 6   t o   1 0 0   n e u r o n s ,   a n d   t h o th e r   lay er   will  d eter m in th e   lik elih o o d   o f   b elo n g in g   to   a   v ess el  o r   n o t [ 1 2 ] .           Fig u r 1 .   Netwo r k   ar ch itectu r [ 1 1 ]       C er eb r o v ascu lar   s eg m en tatio n   m eth o d   is   u s ed   to   an aly s a n d   ev alu ate   s o m T OF  MRA  d atasets   o f   h ea lth y   s u b jects.  T h e   d atasets   wer ac q u i r ed   f o r   t h s eg m e n tatio n   p r o ce s s .   Slab   b o u n d a r y   ar tef ac c o r r ec tio n   was  d o n f o r   p r e - p r o ce s s in g   an d   b y   u s in g   t h N3   alg o r ith m   [ 1 3 ] ,   in ten s ity   n o n - u n if o r m ity   co r r ec tio n   ca n   also   b d o n e.   s k u ll  s tr ip p in g   alg o r ith m   [ 1 4 ]   is   also   u s ed .   B ased   o n   th p r e - p r o ce s s ed   T OF  MRA  d atasets ,   th e   m an u al  s eg m en tatio n   o f   th e   v e s s els in   ea ch   d ataset  is   d o n e.   T h p atch es f r o m   all  d ir ec tio n s   ar ex tr ac ted   f r o m   cu b ic   r eg i o n   wh ich   is   d ef in ed   ar o u n d   all   v o x els  in s id th b r ain   r e g io n .   T o   ca lcu late   th v ess el  lik elih o o d ,   ea ch   p atch   is   f ed   to   th C NN  [ 1 5 ] .   T h e n ,   f o r   ea ch   o r ien tatio n ,   th r ee   p r o b a b ilit y   m ap s   ar p r esen t.  Data s ets   co n s is tin g   o f   T OF  MRA  im ag es  ar r an d o m ly   s elec ted   f o r   tr ain in g ,   t h p e r f o r m an ce   o f   th e   d ee p   C NN  ca n   b e   ev alu ated .   M o r ac c u r ate  r esu lts   can   b o b tain e d   if   mor e   tr ain in g   im a g es  ar u s ed .   Fo r   e ac h   im ag e   u s ed   f o r   test in g ,   th tr ain in g   im ag s el ec ted   will  b d if f er en t.  T h en ,   t h er is   n ee d   f o r   in cr ea s in g   th e   n u m b er   o f   tr ain i n g   im ag es.  I n   o r d er   to   ev alu ate  t h p er f o r m an ce   o f   th ce r eb r o v ascu lar   s eg m en tatio n   u s in g   C NN   an d   g r o u n d - tr u th   m an u al  s eg m en tatio n s ,   d ice  s im ilar ity   co ef f icien ( DSC )   [ 1 6 ]   is   u s ed .   DS C   ca n   b ca lcu lated   as,    DSC 2 | ∩  B | / ( | A |   | B | ) ,   wh er an d   B   d ef in es th g r o u n d - tr u t h   an d   C NN  s eg m en tatio n s ,   r esp ec tiv ely .     3 . 2 .     3 D - co nv o lutio na l neura l net wo r k   ( 3 D - CNN)   3D - C NN  ar ch itectu r p r o p o s ed   b y   Kan d il  et  a l.  [ 1 7 ]   s h o wn   in   Fig u r 2 ,   c o n s is ts   o f   eig h co n v o l u tio n al  lay er s ,   two   f u ll y   co n n ec ted   lay e r s ,   an d   o n cl ass if icatio n   lay er .   T h eig h lay er s   ar h av in g   3 0 ,   3 0 ,   4 0 ,   4 0 ,   4 0 ,   4 0 ,   5 0 ,   5 0   f ea tu r m ap s   ( FMs)   an d   t h k er n e s ize  is   2 7 .   I m ag s eg m en ts   with   s ize  2 5 ×2 5 ×2 5   ar u s ed   as in p u t to   th n etwo r k .   T h b atch   s ize  u s ed   is   1 0   s e g m en ts .   T h v o x el s   ex ac t p o s itio n   will b lo s t if   p o o lin g   lay er   is   p r esen wh ic h   will  in v er s ely   a f f ec th e   ac c u r ac y   a n d   t h s tr id es   ar u n ar y .   T h e   PR eL u   n o n - lin ea r ity   is   u s ed   b y   t h is   3 C NN  ar ch itectu r a n d   t h r o o m ea n   s q u ar e   ( R MS)   Pro p   o p tim izer   an d   Nester o v   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif  I n tell   I SS N:  2252 - 8 9 3 8         A u to ma tic  ce r eb r o va s cu la r   s eg men ta tio n   meth o d s - a   r ev iew   ( F a tma   Ta h er )   579   m o m en tu m   with   v al u es  L 1 1 0 −6 ,   L 2 1 0 −4   a n d   m 0 . 6   ar u s ed   f o r   tr ain in g .   T h le ar n in g   r ate  an d   th e   d r o p o u ar s et  to   1 0 - 3   a n d   5 0 r ate  r esp ec tiv ely ,   th at  was  u s ed   o n   th las h id d en   lay er s .   At  ea ch   o p tim izatio n   s tep   f o r   th n o r m aliza tio n   o f   t h FM  ac tiv atio n   in   all  h id d e n   lay er s ,   b atch   n o r m aliza tio n   tech n iq u e   was  u s ed .   B lo o d   f l o s ig n al  s tr en g t h   in s id t h b r ain   at   s p ec if ic  tim e   v ar ie s   f r o m   o n e   ar ea   t o   an o th er .   I n   o r d er   to   f ac e   th is   ch allen g e,   in s id e   ea ch   c o m p a r tm en t,  b l o o d   v ess els  ar o f   s am f ea tu r es  wh e n   ea ch   MRA v o lu m is   p ar titi o n ed   in to   two   c o m p ar tm e n ts .           Fig u r 2 .   3 - C NN  ar ch itectu r       Per f o r m an ce   o f   th s eg m en tat io n   p r o ce s s   ca n   b en h a n ce d   b y   th is .   Du r in g   th p a r titi o n in g   p r o ce s s ,   ce r eb r al  b io - m a r k er   ca lled   ci r cle  o f   W illi s   ( C o W )   i s   s ele cted .   Mo s o f   th b lo o d   v ess els  ar o f   d if f er en t   d iam eter   s ize  wh en   it  is   e x is ti n g   at  C o W   an d   b elo it  an d   it  is   h av in g   s m all  d iam eter   s ize  ab o v C o W .   B ased   o n   th p o s itio n   o f   th MRA  s lices,  wh eth er   it  is   ab o v o r   b elo C o W   ar d iv id ed   in to   two   co m p ar tm en ts .   All   th b lo o d   v ess els  s h o u ld   h a v s am s h ap e,   a p p ea r a n ce ,   an d   d iam eter s   o f   ap p r o x i m ate  s izes  in   ea ch   co m p ar tm en t;  th e r ef o r e,   th s eg m en tatio n   ef f icien cy   a n d   a cc u r ac y   ca n   b in cr ea s ed .   s u b   v ascu lar   tr ee   is   p r o d u ce d   b y   th 3 - C NN  m an ip u latio n   d u r in g   t h is   p r o ce s s .   T h f in al  o u tc o m is   o b tain ed   b y   co m b in in g   tw o   s u b   v ascu lar   t r ee   [ 1 7 ] .   3 C NN  s eg m en tatio n   ac c u r ac y   ca n   b e   test ed   b y   co n s id er i n g   t h ev alu atio n   m etr ic  DSC .   I n   th ex p e r im en d o n e   b y   Kan d il  et  a l.  [ 1 7 ] ,   tr ain in g   s et  co n s is ts   o f   4 9   im ag es  a n d   test in g   is   d o n f o r   1 7   im ag es.     3 . 3 .     3 U - Net   San ch es  [ 1 ]   p r o p o s ed   an   ar c h it ec tu r ca lled   Uce p tio n   [ 1 8 ]   wh ich   in cr ea s es  th n etwo r k   s ize  b y   ad d in g   co n v o lu tio n al   lay er s   o r   b y   in cr ea s in g   t h eir   d e p th .   D is ad v an tag o f   u s in g   3 U - N et  is   th at   th er is   a   ch an ce   o f   o v er f itti n g   wh en   it  i s   h av in g   g r ea ter   n u m b e r   o f   p ar am eter s .   I f   th e   n u m b e r   o f   a n n o tated   im a g es  is   less   in   b io m ed ical  d atasets ,   th is   p r o b lem   m ai n ly   ar is es.  T h er ef o r e,   s p ar s ely   co n n ec te d   ar ch itectu r es  ar e   p r ef er r e d .   I n   t h is   s p ar s ely   co n n ec ted   ar ch itectu r e,   th in p u is   p ass ed   in   p ar allel  to   s e v er al  b r an c h es  with   d if f er en t   k er n el   s izes  an d   f i n a lly   co n ca ten ated   in   t h en d .   I n   ad d itio n ,   th is   ar c h itectu r w ith   1 co n v o lu tio n   will  d is s o ciate   th d ep th   in f o r m atio n   in   th ch an n els  an d   s p atial  in f o r m atio n   with   th 3 co n v o lu tio n s .   Mo r eo v er ,   p r o ce s s in g   th e   im a g in   two   s ca les  is   p o s s ib le  b y   u s in g   d if f er e n k e r n el  s izes.  T h m o d u les  wh ich   ar cr ea ted   to   b u s ed   in   a   3 m o d el  ar e:   th f ea tu r es  m ap   s h ap is   r etain e d   b y   o n m o d el   an d   th im a g s ize   is   m ad h alf   with   p ar allel  s tr id ed   co n v o l u tio n s   an d   m ax p o o lin g   o p er atio n s   b y   t h o th er   m o d el   to   m a k e   co n tr ac tin g   p ath   [ 1 ] .   I n   th e x p an s iv p ath ,   u p - s am p lin g   wa s   u s ed .   Uce p tio n   ar c h itectu r i s   g iv en   in   Fig u r e   3 .   Af ter   ea ch   co n v o lu tio n   lay er ,   R eL u   ac tiv atio n   f u n ctio n   i s   ap p lied .   s ig m o id   ac tiv ati o n   f u n ctio n   was  u s ed   af ter   th e   last   co n v o lu tio n al  lay e r .   T h e r ef o r e ,   ea ch   v o x el  is   lin k e d   to   p r o b ab ilit y   wh ich   will  h el p s   to   r ea ch   t h p r o b a b ilit y   o f   b el o n g in g   to   t h v ess els  n etwo r k   d u r in g   th e   tr ain in g .   Sin ce   th e   in p u is   in   b in ar y   s eg m en tatio n ,   t h last   lay e r   h a s   o n ly   o n e   ch a n n el.   Af ter   ea c h   ac tiv atio n   f u n ctio n ,   d r o p o u t   was  u s ed   wh en   th r eg u lar izatio n   tec h n iq u e   g o es.  T h n eg ativ o f   th e   d ice  co e f f i cien t is u s ed   f o r   th e   lo s s   f u n cti o n ,   f r o m   ( 1 ) :      ( , ) = 2 | | | | +   | |   ( 1 )     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8     I n t J Ar tif   I n tell Vo l.  10 ,   N o .   3 Sep tem b er   202 1 :    5 7 6   -   583   580   w h er is   th p r ed ictio n   o f   th n etwo r k   a n d   T   is   th g r o u n d   tr u th .   C o n v er g en c s p ee d   is   h ig h   an d   is   n u m er ically   s tab le  as  its   v alu is   b etwe en   ze r o   an d   o n e.   B y   u s in g   th b ac k - p r o p ag atio n   alg o r ith m   with   th e   Ad am   o p tim izer ,   th e   tr ain in g   was  d o n e.   Mo r eo v er ,   cu b ic   o f   p atch es  o f   6 4 × 64 × 6 4   v o x els   wer u s ed   to   f ee d   th d ata.   Fo r   v alid atio n ,   n o n - s u p er p o s ed   p atch es  wer u s ed .   I n   ad d itio n ,   m o r d ata  is   o b t ain ed   as  r esu lt  o f   tr ain in g   th r o u g h   p atch es,  s in ce   d ata  au g m e n tatio n   was  n o u s ed o n ly   3 6   im ag es  f r o m   th is   d ataset  wer e   d is p o s ed .   tech n iq u ca lled   s n ap s h o en s em b le  [ 1 9 ]   is   u s e d   to   en h an ce   th g en er aliza tio n   b y   a v er ag in g   th e   weig h ts   o f   th s am e   m o d el   at  d if f er e n m o m e n ts   o f   t h tr ai n in g .   Du r in g   tr ain in g   with   cy clic  lear n in g   r ate   s ch ed u le,   th ese  m o m e n ts   ar c h o s en   as th lo ca l m in im a   o f   t h v alid atio n   l o s s .           Fig u r 3 .   Uce p tio n   ar c h itectu r [ 1 ]       4.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O N   W h en   C NN  ap p r o ac h   [ 2 0 ]   is   u s ed   f o r   s eg m en tatio n   o f   b lo o d   v ess els  in   t im o f   f lig h MR im ag es,  DSC   v alu es o f   f iv d ataset s   ar av er ag ed   an d   o b tain ed   0 . 7 6 4 ± 0 . 0 1 0 .   Fro m   Ph ellan   et   a l.  [ 1 2 ]   ex p er im e n t,  it is   p r o v e d   th at  as  g r ea ter   n u m b er   o f   im a g es  u s ed   will  in cr ea s th tr ain in g   tim es  an d   t h ti m tak in g   f o r   test in g   ar n o d ep e n d in g   o n   th q u an tity   o f   tr ain in g   im ag es  an d   th e   s eg m en tatio n   ac cu r ac y   a n d   c an n o b in cr ea s ed   b y   m o r t r ain in g   im ag es.  Fig u r 4   s h o ws  th s eg m en tatio n   r esu lts   u s in g   th d ee p   C N [ 2 1 ] .   Fig u r 4 ( a)   s h o ws  th r esu lt  o b tain ed   m a n u ally   an d   Fig u r 4 ( b )   d ep ict s   th C NN  ap p r o ac h   o u tp u t.   Fo r   3 D - C NN  [ 2 2 ] ,   s eg m en tatio n   ac cu r a cy   ca n   b d eter m in ed   u s in g   a   co m m o n   s eg m en t atio n   ev alu atio n   m etr ic  ca lled   d ice   s im ilar ity   co ef f icien t ( DSC )   is   u s ed .         ( a)     ( b )     Fig u r 4 .   Seg m e n tatio n   r esu lts   u s in g   C NN :   ( a)   m an u al  a n d   ( b )   o u t p u t o f   C NN  ap p r o ac h       T h is   s eg m en tatio n   m eth o d   s h o ws  g o o d   p er f o r m an ce   in   c h ar ac ter izin g   ce r e b r al  v ascu l atu r with   0 . 8 3 2 ± 2 . 3 0   DSC   wh en   c o m p ar ed   with   m a n u ally   s eg m e n te d   g r o u n d   tr u t h .   E ac h   MRA  v o lu m is   p ar titi o n e d   ab o v C o W   an d   b elo C o W   to   p er f o r m   th s eg m en tatio n   [ 2 3 ]   task   lo ca lly   o v er   th en tir b r ain .   T h r esu lts   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif  I n tell   I SS N:  2252 - 8 9 3 8         A u to ma tic  ce r eb r o va s cu la r   s eg men ta tio n   meth o d s - a   r ev iew   ( F a tma   Ta h er )   581   o f   s eg m en tatio n   s h o u ld   b p o s itiv e,   as th o th er   ev alu atio n   p ar am eter s   o f   th e x tr ac ted   f ea t u r es a r in f lu e n ce d   [ 2 4 ] .   3 D - C NN  s eg m en tatio n   r esu lt  is   s h o wn   in   Fig u r 5 .   Fig u r 5 ( a )   s h o ws  th r esu lt  o b t ain ed   m an u ally   a n d   Fig u r 5 ( b )   d e p icts   th 3 D -   C NN  ap p r o ac h   o u tp u t.         ( a)     ( b )     Fig u r 5 .   Seg m e n tatio n   r esu lts   u s in g   3 D - C NN :   ( a)   g r o u n d   tr u th ,   ( b )   o u t p u t o f   3 D - C NN  ap p r o ac h       B y   u s in g   3 D   U - Net  [ 2 5 ]   a p p r o ac h ,   DSC   o b tain e d   wh e n   co m p ar ed   with   th e   g r o u n d   tr u th   is     0 . 6 7 1 ±   0 . 0 1 .   Fig u r e   6   s h o ws  th s eg m e n tatio n   r esu lts   o f   3 U - Net  wh en   co m p ar ed   with   its   g r o u n d - tr u th .   Fig u r 6 ( a)   s h o ws th r esu lt o b tain ed   m an u ally   an d   Fig u r 6 ( b )   d e p ic ts   th 3 U - Net  ap p r o ac h   o u tp u t.   Fin ally ,   th ese  m eth o d s   ar c o m p ar ed   with   th g lo b al   s tatis t ical - b ased   ap p r o ac h   ( GSB )   p r o p o s ed   b y   El - B az   et  a l .   [ 2 6 ]   a n d   th e   DSC   v alu o b tain e d   in   t h is   m eth o d   is   0 . 8 0 1 ±   2 . 7 .   Fig u r e   7   s h o ws  th s eg m en tatio n   r esu lt  u s in g   GSB .   Fig u r 7 ( a)   s h o ws  th r esu lt  o b tain ed   m an u ally   an d   Fig u r 7 ( b )   d e p icts   th GSB   ap p r o ac h   o u tp u t.         ( a)     ( b )     Fig u r 6 .   Seg m e n tatio n   r esu lts   u s in g   3 U - Net :   ( a)   g r o u n d   tr u th   an d   ( b )   o u tp u t o f   Uce p tio n   ap p r o ac h         ( a)     ( b )     Fig u r 7 .   Seg m e n tatio n   r esu lts   u s in g   GSB :   ( a)   g r o u n d   tr u th   a n d   ( b )   o u t p u t o f   GSB   ap p r o ac h       C o m p ar in g   th DC v alu es,  we  ar ab le  to   f in d   th at  th p er f o r m an ce   o f   3 U - Net  is   h ig h er   co m p ar ed   to   o th e r   m eth o d s .   3 U - Net  s h o ws  less   s im i lar i ty   with   th m an u al  m eth o d   w h ich   p r o v es  it  as  b etter   m eth o d .   T h DSC   v alu es  o b tain ed   f o r   th t h r ee   s eg m en tatio n   m et h o d s   wh en   c o m p ar in g   with   th e   g r o u n d   tr u t h   ar s h o w n   in   T a b le  1 .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8     I n t J Ar tif   I n tell Vo l.  10 ,   N o .   3 Sep tem b er   202 1 :    5 7 6   -   583   582   T ab le  1 .   DSC   v alu es b ased   o n   th ty p o f   s eg m en tatio n   u s ed   Ty p e o f   s e g m e n t a t i o n   D S C   v a l u e   C N N   0 . 7 6 4   ±  0 . 0 1   3D - C N N   0 . 8 3 2   ±   2 . 3 0   3 D   U - N e t   G S B   0 . 6 7 1   ±   0 . 0 1   0 . 8 0 1   ±   2 . 7       5.   CO NCLU SI O   No wad ay s ,   ce r eb r o v ascu lar   d i s ea s es  ar b ec o m in g   o n e   o f   th m ajo r   ca u s es  f o r   i n cr ea s in g   th d ea th   r ate  o f   th wo r ld   p o p u latio n .   Diag n o s is   an d   test in g   o f   s u ch   d is ea s es  ar s till   ch alle n g f o r   h ea lth ca r e   p r o v id e r s .   T h e r ef o r e ,   s eg m en t atio n   o f   th ce r eb r o v asc u lar   s t r u ctu r is   a   v er y   im p o r tan t   s tep   f o r   th e   d iag n o s es  p r o ce s s .   C o m p u ter - aid ed   d ia g n o s is   ( C AD)   s y s tem   i s   u s ed   b y   th clin ician s   in   th p r ed ictio n   p r o ce s s .   I n   th is   p ap er ,   s o m o f   s u ch   au to m ati s eg m en tatio n   m eth o d s   lik C NN,   3 D - C NN  an d   3 U - Ne ar ex p la in ed   a n d   co m p ar ed   th eir   p e r f o r m an ce .   I n   th is   p ap er ,   s o m o f   s u ch   au to m atic  s eg m en tatio n   m eth o d s   lik C N N,   3 D - C NN  an d   3 U - Net  ar ex p lain ed   an d   co m p ar ed   th eir   p er f o r m an ce .   I n   th C NN  ap p r o ac h ,   o n ly   s m aller   n u m b er   o f   s eg m en te d   g r o u n d   tr u th   im ag es  ar n ee d ed   to   o b tain   g o o d   r esu lts   wh ich   m ak es  th is   ap p licatio n   ea s ier   in   m a n y   p lace s   s u ch   as  in   r esear ch   o r   clin ical  f ield .   3 C NN  is   v er y   h elp f u i n   t h s eg m en tatio n   o f   s m all  as  well  as  co m p lex   b l o o d   v ess el.   Fo r   eith er   h ea lth y   o r   u n h ea lth y   v ess els,  th is   m e th o d   is   a p p licab le.   Ho wev er ,   C NN  s h o ws  b etter   p er f o r m an ce   t h an   3 D - C NN.   3 U - Net  ar ch itectu r e   is   p r o p o s ed   as  r esu lt   o f   th e   in s p ir atio n   f r o m   th in ce p tio n   ar ch itectu r e.   W h en   c o m p ar ed   with   th o r ig in al  U - Net,   t h is   m o d el  s h o wed   b etter   p er f o r m an ce .   L o s s   f u n c tio n   n ee d s   to   b s elec ted   with   m u ch   ca r e;  th er ef o r e,   th to ta n u m b er   o f   v o x els  in   th d ata  is   n o c o n s id er ed   b y   th d ice  co ef f icien t.   B y   co m p ar in g   t h th r ee   s eg m en tatio n   m eth o d s ,   3 U - Net  s h o wed   th b etter   p er f o r m an ce .       RE F E R E NC E S   [1 ]   P .   S a n c h e sa ,   C.   M e y e r,   V.  Vi g o n ,   a n d   B .   Na e g e l,   " Ce re b ro v a sc u lar  Ne two rk   S e g m e n tatio n   o M RA  Im a g e with   De e p   Lea rn in g , "   2 0 1 9   IEE 1 6 t h   In ter n a ti o n a S y mp o siu o n   Bi o me d ica Im a g i n g   (I S BI  2 0 1 9 ) ,   Ve n ice ,   Italy ,   2 0 1 9 ,   p p .   7 6 8 - 7 7 1 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /I S BI. 2 0 1 9 . 8 7 5 9 5 6 9 .   [2 ]   D.  S a lo n e r,   Th e   AA P M /RS NA   p h y sic t u t o rial  f o re sid e n ts -   a n   i n tro d u c ti o n   to   M a n g i o g ra p h y ,   Ra d io g ra p h ics v o l.   1 5 ,   n o .   2 ,   p p .   4 5 3 - 4 6 5 , 1 9 9 5 ,   DO I:  d o i . o r g /1 0 . 1 1 4 8 /rad i o g ra p h i c s.1 5 . 2 . 7 7 6 1 6 4 8 .   [3 ]   S .   F a n ,   Y.  Bian ,   H.   Ch e n ,   a n d   Y .   Ka n g ,   Un su p e rv ise d   c e re b r o v a s c u lar  se g m e n tatio n   o TOF - M RA  ima g e b a se d   o n   d e e p   n e u ra n e two rk   a n d   h id d e n   m a rk o v   ra n d o m   field   m o d e l,   Fro n ti e rs   in   n e u ro i n f o rm a ti c s , 2 0 2 0 ,   p p .   1 - 1 0 ,   d o i:   d o i. o r g / 1 0 . 3 3 8 9 /fn i n f. 2 0 1 9 . 0 0 0 7 7 .   [4 ]   C.   M ish ra   a n d   D.L .   G u p ta,  De e p   M a c h in e   Lea rn in g   a n d   Ne u ra Ne two rk s:  A n   Ov e rv iew ,   IAE S   In t e rn a ti o n a l   J o u rn a o Arti fi c i a I n telli g e n c e   ( IJ AI) ,   v o l.   6 ,   n o . 2 ,   p p .   6 6 - 7 3 ,   J u n e   2 0 1 7 .   [5 ]   C.   Ch e n ,   C.   Qi n ,   H.  Q u i,   a n d   G .   Tarro n i,   De e p   lea rn i n g   f o c a rd i a c   ima g e   se g m e n tatio n - a   re v iew ,   a rXiv   2 0 1 9 ,   p p .   1 - 4 7 ,   d o i:   1 0 . 3 3 8 9 /fcv m . 2 0 2 0 . 0 0 0 2 5 .   [6 ]   M .   He sa m ian   a n d   W .   Jia ,   De e p   lea rn in g   tec h n i q u e f o m e d ica ima g e   se g m e n tatio n ,   Ac h iev e m e n ts  a n d   c h a ll e n g e s,”   J o u r n a l   o d i g it a im a g i n g ,   p p .   5 8 2 - 5 9 6 ,   2 0 1 9 ,   d o i:   1 0 . 1 0 0 7 /s 1 0 2 7 8 - 0 1 9 - 0 0 2 2 7 - x.   [7 ]   O.  Cice k ,   A.  Ab d u lk h a d ir,   a n d   S .   S .   Li e n k a m p ,   3 U - Ne t:   Lea rn in g   d e n se   v o lu m e tri c   se g m e n tatio n   fr o m   sp a rse   a n n o tati o n ,   a rXiv ,   2 0 1 6 ,   p p .   1 - 8 ,   d o i 1 0 . 1 0 0 7 / 9 7 8 - 3 - 3 1 9 - 4 6 7 2 3 - 8 _ 4 9 .   [8 ]   M .   Li v n e ,   J.  Re i g e r,   O.  U.   Ay d i n ,   a n d   A.   A.  Tah a ,   U - Ne d e e p   lea rn in g   fra m e wo rk   o h i g h   p e rf o rm a n c e   v e ss e se g m e n tatio n   i n   p a ti e n ts  with   c e re b ro v a sc u lar  d ise a se ,   Fro n ti e rs   in   n e u ro sc ien c e ,   v o l.   1 3 ,   p p . 1 - 1 3 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 3 3 8 9 /f n i n s.2 0 1 9 . 0 0 0 9 7 .   [9 ]   X.  G a o   a n d   Y.  Uc h i y a m a ,   fa st  a n d   fu l ly   a u t o m a ti c   m e th o d   f o c e re b ro v a sc u lar  se g m e n tat io n   o n   ti m e - of - fl ig h M RA i m a g e , ’’  J o u r n a l   o d i g it a ima g i n g ,   v o l.   2 4 ,   p p .   6 0 9 - 6 2 5 ,   Au g u st  2 0 1 1 ,   d o i:   1 0 . 1 0 0 7 /s1 0 2 7 8 - 0 1 0 - 9 3 2 6 - 1.   [1 0 ]   F .   Tah e r,   A.   M a h m o u d ,   A.  S h a lab y ,   a n d   A.   El - Ba z ,   Re v iew   o n   th e   Ce re b r o v a sc u lar  S e g m e n tatio n   M e th o d s” ,   2 0 1 8   I EE In ter n a ti o n a S y mp o s iu o n   S i g n a Pr o c e ss in g   a n d   I n fo rm a ti o n   T e c h n o lo g y   (I S S PI T ) ,   Lo u is v il le,   KY ,   USA,   2 0 1 8 ,   p p .   3 5 9 - 3 6 4 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /IS S P IT. 2 0 1 8 . 8 6 4 2 7 5 6 .   [1 1 ]   F .   Tah e e t   a l . ,   Ac c u r a te  S e g m e n tatio n   o Ce re b r o v a sc u latu r e   fro m   TOF - M RA  Im a g e Us i n g   A p p e a ra n c e   De sc rip to rs,” in   I EE Acc e ss ,   v o l .   8 ,   p p .   9 6 1 3 9 - 9 6 1 4 9 ,   2 0 2 0 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /ACCES S . 2 0 2 0 . 2 9 8 2 8 6 9 .   [1 2 ]   R.   P h e ll a n ,   A.  P e ix i n h o ,   A.  F a lca o ,   a n d   N.  F o r k e rt,   Va sc u lar se g m e n tatio n   o TOF   M RA   ima g e s o th e   b ra in   u sin g   a   d e e p   c o n v o l u ti o n a n e u ra n e two rk ,   S p ri n g e r ,   p p .   3 9 - 4 6 ,   2 0 1 7 ,   d o i:   1 0 . 1 0 0 7 / 9 7 8 - 3 - 3 1 9 - 6 7 5 3 4 - 3 _ 5 .   [1 3 ]   J.  G .   S led ,   A.   P .   Zi j d e n b o s,  a n d   A.  C .   E v a n s,  n o n p a ra m e tri c   m e th o d   fo r   a u t o m a ti c   c o rre c ti o n   o in ten si t y   n o n u n ifo rm it y   i n   M RI  d a ta” ,   in   I EE T ra n sa c ti o n o n   M e d ic a Im a g i n g ,   v o l.   1 7 ,   n o .   1 ,   p p .   8 7 - 9 7 ,   F e b .   1 9 9 8 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 / 4 2 . 6 6 8 6 9 8 .   [1 4 ]   N.  F o r k e rt,   D .   S a ri n g ,   a n d   J.   F .   I ll ies ,   Au to m a ti c   b ra in   se g m e n tat io n   in   ti m e - of - fli g h M RA   ima g e s,”   M e th o d o f   in fo rm a ti o n   i n   me d icin e ,   v o l.   4 8 ,   n o .   5 ,   p p .   3 9 9 - 4 0 7 ,   2 0 0 9 .   [1 5 ]   K.  Ka m n it sa s,  L.   Ch e n ,   a n d   C.   Led ig ,   M u l ti - sc a le  3 c o n v o l u ti o n a n e u ra n e two r k f o les io n   s e g m e n tatio n   in   b ra in   M RI ,   S e ma n ti c   sc h o la r ,   2 0 1 5 ,   p p .   1 - 4.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif  I n tell   I SS N:  2252 - 8 9 3 8         A u to ma tic  ce r eb r o va s cu la r   s eg men ta tio n   meth o d s - a   r ev iew   ( F a tma   Ta h er )   583   [1 6 ]   L.   R.   Dic e ,   M e a su re o t h e   a m o u n o e c o lo g ic  a ss o c iatio n   b e t we e n   sp e c ies ,   Eco lo g y ,   p p .   2 9 7 - 3 0 2 ,   1 9 4 5 ,   d o i:   d o i. o rg /1 0 . 2 3 0 7 /1 9 3 2 4 0 9 .   [1 7 ]   H.  Ka n d il   e a l . ,   n o v e c o m p u ter - a id e d   d ia g n o sis  sy ste m   fo r   th e   e a rly   d e tec ti o n   o h y p e rte n sio n   b a se d   o n   c e re b ro v a sc u lar  a lt e ra ti o n s,”   Ne u ro Ima g e Cli n ica l,   El se v ier ,   p .   1 0 2 1 0 7 ,   v o l .   2 5 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j. n icl . 2 0 1 9 . 1 0 2 1 0 7 .   [1 8 ]   C.   S z e g e d y   e t   a l . ,   G o in g   d e e p e with   c o n v o lu t io n s” ,   2 0 1 5   IEE Co n fer e n c e   o n   C o mp u ter   Vi si o n   a n d   Pa tt e rn   Rec o g n it io n   (CVP R) ,   Bo st o n ,   M A,  USA,   2 0 1 5 ,   p p .   1 - 9 ,   d o i 1 0 . 1 1 0 9 /CVP R. 2 0 1 5 . 7 2 9 8 5 9 4 .   [1 9 ]   G .   Hu a n g ,   Y.  Li ,   G .   P leiss ,   Z.   Li u ,   a n d   J.  E .   Ho p c ro ft,   S n a p s h o e n se m b les Trai n   1 ,   g e M   f o fre e ,   Co RR a b s/1 7 0 4 . 0 0 1 0 9 ,   2 0 1 7 .   [2 0 ]   F .   S u lt a n a ,   A.  S u fian ,   P .   Du tt a ,   Ev o l u ti o n   o Im a g e   S e g m e n tati o n   u sin g   De e p   Co n v o lu ti o n a Ne tw o rk S u r v e y ,   a rXiv ,   p p . 1 - 3 8 ,   M a y   2 0 2 0 .   [2 1 ]   R.   P o o jary ,   R.   Ra i n a ,   A.  K.  M o n d a l,   Eff e c o d a ta  - a u g m e n tatio n   o n   fin e - t u n e d   CNN   m o d e p e rf o rm a n c e ,   IAE S   In ter n a t io n a J o u rn a o Art if icia l   In telli g e n c e ,   v o l. 1 0 ,   n o .   1 ,   p p .   8 4 - 9 2 ,   M a rc h   2 0 2 1 .   [2 2 ]   Y.  He ,   H.  Yu ,   X.  Li u ,   Z.   Ya n g ,   W.   S u n ,   Y.  Wan g ,   Q.  F u ,   Y.  Z o u ,   De e p   Lea rn in g   b a se d   3 S e g m e n tatio n A   S u rv e y ,   a rXiv ,   p p .   1 - 3 6 ,   M a rc h   2 0 2 1 .   [2 3 ]   A.  El   - Ba z ,   A.   fa ra g ,   a n d   G .   G im e lfarb ,   Ce re b ro v a sc u lar  se g m e n t a ti o n   b y   a c c u ra te  p r o b a b i li stic  m o d e li n g   o TOF - M RA i m a g e s,”   S p ri n g e r ,   2 0 0 5 ,   p p .   1 1 2 8 - 1 1 3 7 ,   d o i:   1 0 . 1 0 0 7 / 1 1 4 9 9 1 4 5 _ 1 .   [2 4 ]   A.  Aja m ,   A.  A.   Az iz,  V.   S .   As irv a d a m ,   A.  S .   M u d a ,   I.   F a y e ,   a n d   S .   J.  S a fd a G a rd e z i,   Re v iew   o n   S e g m e n tatio n   a n d   M o d e li n g   o Ce re b ra Va sc u l a tu re   fo S u r g ica P lan n in g ,   in   I EE Acc e ss ,   v o l.   5 ,   p p .   1 5 2 2 2 - 1 5 2 4 0 ,   2 0 1 7 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 /ACCE S S . 2 0 1 7 . 2 7 1 8 5 9 0 .   [2 5 ]   O.  Ro n n e b e rg e r,   P .   F isc h e r,   T.   Bro x ,   U - Ne t -   Co n v o lu ti o n a N e two rk fo Bi o m e d ica Im a g e   S e g m e n tatio n ,   a rXiv ,   p p .   1 - 8 ,   M a y   2 0 1 5 .   [2 6 ]   A.  El - Ba z   e a l . ,   P re c ise   S e g m e n tatio n   o f   3 - M a g n e ti c   Re so n a n c e   An g io g ra p h y ,   in   IEE E   T ra n sa c ti o n o n   Bi o me d ica l   En g in e e rin g ,   v o l.   5 9 ,   n o .   7 ,   p p .   2 0 1 9 - 2 0 2 9 ,   J u ly   2 0 1 2 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /T BM E. 2 0 1 2 . 2 1 9 6 4 3 4 .       B I O G RAP H I E S   O F   AUTH O RS       Fa tm a   Ta h e r   is  a n   a ss o c iate   p r o fe ss o a n d   a ss istan d e a n   f o re se a rc h   a n d   o u trea c h   in   th e   Co ll e g e   o Tec h n o l o g ica I n n o v a t io n   a t   Zay e d   Un i v e rsity ,   D u b a i,   UA E.   He re se a rc h   in tere sts  a re   in   t h e   a re a o si g n a a n d   ima g e   p ro c e ss in g ,   p a tt e rn   re c o g n it i o n ,   d e e p   lea rn in g ,   M a c h in e   lea rn in g ,   a rti ficia in tell ig e n c e ,   m e d ica ima g e   a n a ly sis,  e sp e c ially   i n   d e tec ti n g   o t h e   c a n c e ro u s   c e ll s,  k id n e y   tra n sp lan a n d   a u ti sm .   In   a d d it io n   to   t h a t,   wa term a rk in g ,   re m o te  se n sin g ,   a n d   sa telli te  ima g e re se a rc h e s.  Dr .   F a tma   Tah e h a p u b li s h e d   m o re   th a n   7 0   p a p e rs  in   in tern a ti o n a Jo u rn a ls  a n d   c o n fe re n c e s.  S h e   se rv e d   a a   m e m b e o th e   ste e rin g ,   o rg a n izin g   a n d   tec h n ica p ro g ra m   c o m m it tee o m a n y   in ter n a ti o n a c o n fe re n c e s,  a n d   h a se rv e d   o n   m a n y   e d it o rial  a n d   re v iew in g   b o a rd o in tern a ti o n a j o u r n a ls  a n d   c o n fe re n c e s.  Dr.  F a tma   is  th e   c h a ir   o IEE E   UA se c ti o n   a n d   t h e   c h a ir  o th e   E d u c a ti o n   C o m m it tee   in   Brit ish   S o c iety   in   UA E.   Dr.   F a tma   h a re c e iv e d   m a n y   d isti n g u ish e d   a wa rd s u c h   a s:  Be st  p a p e a wa rd   o t h e   first  p rize   in   th e   P h D   F o r u m   o f   th e   2 0 th   I E EE   In ter n a ti o n a Co n fe re n c e   o n   El e c tro n ics ,   Circu it s,   a n d   S y ste m (ICECS ),   P h D   F o ru m ,   De c .   8 - 1 1 ,   2 0 1 3 .   An d   re c e n tl y ,   sh e   wa a wa rd e d   th e   UA E   P io n e e rs  a wa rd   a t h e   first  UA E   to   c re a te  a   c o m p u ter  a id e d   d iag n o sis  sy ste m   f o e a rly   lu n g   c a n c e d e tec ti o n   b a se d   o n   th e   sp u tu m   c o lo ima g e   a n a ly sis,  a wa rd e d   b y   H.H  S h e ik   M o h a m m e d   Bin   Ra sh e d   Al  M a k to u m ,   1 5 t h   N o v .   2 0 1 5 .   In   a d d i ti o n   to   th a s h e   wa a wa rd e d   a n   in n o v a ti o n   a wa rd   a th e   2 0 1 6   Emira ti   W o m e n   Aw a rd b y   H.  H.  S h e ik   Ah m e d   Bin   S a e e d   Al - M a k t o u m .   Ch a irma n   o Ci v il   A v iatio n   Au t h o rit y ,   a n d   Lo re a l - UN ES CO  fo r   Wo m e n   in   S c ien c e   M i d d l e   Eas F e ll o ws h i p   2 0 1 7 .         Ne e m a   Pra k a sh   is  c u rre n tl y   w o rk in g   a s   re se a rc h   a ss istan in   t h e   Co ll e g e   o f   Tec h n o l o g ica l   In n o v a ti o n   a Zay e d   Un i v e rsity ,   Du b a i,   UA E.   S h e   re c e iv e d   M . T ech .   d e g re e   in   Op t o e lec tro n ic s   a n d   Op ti c a c o m m u n ica ti o n   fr o m   Un iv e rsity   o f   Ke ra la,  In d ia  (2 0 1 6 ),   B.   tec h   d e g re e   i n   El e c tro n ics   a n d   C o m m u n ica ti o n   fro m   M a h a tma   G a n d h i   Un i v e rsity ,   Ke ra la,  I n d ia  ( 2 0 1 2 ) .   He r   re se a rc h   in tere sts  a re   in   th e   a re a o ima g e   p ro c e ss in g ,   d e sig n in g   e lec tro n ic  c ircu i ts  a n d   tele c o m m u n ica ti o n .   S h e   h a g a in e d   e x p e rien c e   in   ima g e   p r o c e ss in g   wo rk in g   in   Ra m a n   Re se a rc h   In stit u te,  In d ia  a n d   h a g o o d   e x p e rien c e   in   tes ti n g   e lec tro n ic  c ircu it a n d   c o m p o n e n ts,  wo r k i n g   i n   I n d ia n   S p a c e   Re se a rc h   Org a n iza t io n ,   I n d i a .         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.