0% Complete
فارسی
Home
/
سی و دومین کنفرانس ملی و دهمین کنفرانس بین المللی مهندسی زیست پزشکی ایران
2D Residual U-Net for Accurate Lumbar Vertebrae Segmentation in MRI-Based Low Back Pain Diagnosis using the SPIDER Dataset
Authors :
Armita Rahimi Borgi
1
Abdollah Zohrabi
2
Ali Kazemi
3
Mostafa Abdolghaffar
4
Ramin Kordi
5
Parastoo Farnia
6
Alireza Ahmadian
7
1- Department of Medical Physics and Biomedical Engineering, Tehran University of Medical Sciences, Research Center of Biomedical Technology and Robotics (RCBTR), Advanced Medical Technologies and Equipment Institute (AMTEI), Imam Khomeini Hospital Complex, Tehran University of Medical Sciences, Tehran, Iran
2- Department of Mathematics (Computer Science), Sharif University of Technology, Tehran, Iran
3- Department of Medical Physics and Biomedical Engineering, Tehran University of Medical Sciences, Research Center of Biomedical Technology and Robotics (RCBTR), Advanced Medical Technologies and Equipment Institute (AMTEI), Imam Khomeini Hospital Complex, Tehran University of Medical Sciences, Tehran, Iran
4- Parseh Intelligent Surgical Systems Co., R&D Dept, Tehran, Iran
5- Department of Sports Medicine, School of Medicine, Tehran University of Medical Sciences, Tehran, Iran
6- Department of Medical Physics and Biomedical Engineering, Tehran University of Medical Sciences, Research Center for Intelligent Technologies in Medicine (RCITM), Advanced Medical Technologies and Equipment Institute (AMTEI), Tehran University of Medical Sciences, Tehran, Iran
7- Department of Medical Physics and Biomedical Engineering, Tehran University of Medical Sciences, Research Center of Biomedical Technology and Robotics (RCBTR), Advanced Medical Technologies and Equipment Institute (AMTEI), Imam Khomeini Hospital Complex, Tehran University of Medical Sciences, Tehran, Iran
Keywords :
Low Back Pain (LBP)،Magnetic Resonance Imaging (MRI)،Segmentation،Deep Learning،ResUNet
Abstract :
Low back pain (LBP) affects nearly 12% of the global population and remains a leading cause of disability. Precise visualization of lumbar vertebrae and intervertebral discs is critical for detecting pathological changes and guiding clinical interventions. Accurate segmentation of these structures is essential for reliable diagnosis and treatment planning. Compared to X-ray or CT scans, magnetic resonance imaging (MRI) provides superior soft-tissue contrast, making it the preferred modality for comprehensive spinal assessments. However, manual segmentation of vertebrae is labor-intensive and prone to inter-observer variability, while semi-automatic approaches are often time-consuming and lack robustness in accurately identifying vertebral anatomical structures, particularly when applied to low-quality or diverse clinical MRI data. In this study, we propose a 2D Residual U-Net (ResUNet) for vertebral segmentation on the SPIDER dataset. The pipeline includes reorientation, resolution standardization, and morphological mask refinement, along with a hybrid Dice–Binary Cross-Entropy loss to address class imbalance, particularly in non-vertebral structures. The proposed model achieved a Dice score of 0.945 and an IoU of 0.897, slightly surpassing a standard 2DU-Net with Dice = 0.940 and IoU=0.823. These results demonstrate that accurate 2D segmentation enables reliable 3D reconstruction, providing an efficient and clinically applicable solution for spinal analysis and LBP diagnosis.
Papers List
List of archived papers
Enhancing Type 2 Diabetes Diagnosis with Evolutionary Algorithms and Machine Learning
Parisa Rezaei - Mohsen Saffar - Hamid Reza Naji - Mohammad Mehdi Faghih - Rasoul Nouriazar
ارزیابی بیومکانیکی آسیب پذیری پلاک آرترواسکلروتیک و تأثیر مورفولوژی و خواص مکانیکی با استفاده از روش اجزای محدود
زهرا غلامحسینی - حامد قدوسی جوهری - احمد حسین زاده - مهدی کلانی - هادی تقی زاده
گسترش پزشکی تدافعی؛ عارضهی جانبی بهرهمندی از هوشمصنوعی و حقاتونومی بیمار
یگانه فرنامیان - امین بخشیزاده ایمچه - محمد قاسمزاده
تاثیر استفاده از هوش مصنوعی بر تصمیمات مالی شرکتهای بیمه
مسعود سبزچی دهخوارقانی - میترا زابلی پیله رود
مزایای هوش مصنوعی در تصمیم گیری عملیاتی
مهدی محمدی امین - مهدی فرساد - هادی محمدی امین
مدل یادگیری ماشین برای امنیت سایبری شهر هوشمند
علیرضا فولاد - محمد امین مقدادی - علی عبدلی - شایان مسگر
تاثیر تجربه و شایستگی حسابرس بر اثربخشی حسابرسی با نقش میانجی گری توسعه حرفه ای حسابرسان
امین صفری - آرش درخشان مهر - مسعود احمدی منصورآباد
ارتباط بین اطمینان بیش از حد مدیرعامل و خطر اخلاقی
عیسی ابیضی
ارائه روشی جدید برای دستیابی به تعادل بار کاری پردازنده ها در محیط توزیع شده گرید محاسباتی با استفاده از الگوریتم ژنتیک
نجمه بلوردی - مریم حسینی گسمونی - فاطمه امامی پناه - مجده فخرآبادی
بررسی تاثیر معیارهای قرارداد هوشمند بر عملکرد زنجیره تامین پایدار
محمد علیمحمدی - امیر نجفی
more
Samin Hamayesh - Version 42.5.2