HNTS-MRG 2024|癌症放射治疗数据集|医学影像分析数据集

HNTS-MRG 2024数据集由德克萨斯大学MD安德森癌症中心创建，专注于头颈部癌症的磁共振引导放射治疗应用。该数据集包含202例患者的T2加权MRI图像，分为预放射治疗（pre-RT）和中期放射治疗（mid-RT）两个时间点。数据集的创建过程包括图像采集、专家标注和使用STAPLE算法生成共识分割。该数据集旨在解决头颈部癌症放射治疗中手动肿瘤分割的挑战，推动人工智能在肿瘤自动分割领域的应用。

背景与挑战

背景概述

HNTS-MRG 2024数据集是由德克萨斯大学MD安德森癌症中心辐射肿瘤学系主导的一项研究成果，旨在解决磁共振引导放射治疗（MR-guided RT）中头颈部肿瘤（HNC）分割的挑战。该数据集创建于2024年，主要研究人员包括Kareem A. Wahid、Cem Dede等，他们致力于通过人工智能（AI）驱动的自动化技术来提升MR-guided RT中的肿瘤分割效率。这一研究背景源于MRI在软组织对比度和纵向成像能力方面的优势，但也面临着手动肿瘤分割的巨大挑战。HNTS-MRG 2024数据集的推出，旨在填补大型公开AI-ready适应性RT数据集的空白，推动AI技术在HNC治疗中的创新应用。

当前挑战

HNTS-MRG 2024数据集面临的挑战主要集中在两个方面。首先，构建过程中遇到的挑战包括缺乏大型公开的AI-ready适应性RT数据集，这限制了AI技术在HNC治疗中的应用和发展。其次，所解决的领域问题挑战在于如何利用多时间点数据来提升RT自动分割的性能，特别是在预RT（Task 1）和中RT（Task 2）T2加权扫描中的肿瘤分割。此外，手动肿瘤分割的时间限制和HNC肿瘤的复杂性也是该数据集需要克服的重要问题。通过这些挑战的解决，HNTS-MRG 2024数据集旨在推动MR-guided RT在头颈部癌症治疗中的临床应用。

数据集介绍

构建方式

HNTS-MRG 2024数据集的构建基于磁共振引导下的头颈部肿瘤分割应用需求。该数据集由德克萨斯大学MD安德森癌症中心放射肿瘤科收集，涵盖了202例头颈部鳞状细胞癌患者的T2加权磁共振图像。数据集包括了治疗前（pre-RT）和治疗中期（mid-RT）的扫描图像，以及相应的肿瘤和淋巴结的标注。标注过程由3至4名经验丰富的医生独立完成，并通过Simultaneous Truth and Performance Level Estimation (STAPLE)算法生成最终的共识标注。数据集的构建严格遵循了Biomedical Image Analysis Challenges (BIAS)的报告指南，确保了数据的质量和一致性。

特点

HNTS-MRG 2024数据集的主要特点在于其针对磁共振引导下的放射治疗应用，提供了多时间点的肿瘤和淋巴结标注。数据集包含了150例用于训练的病例和50例用于测试的病例，涵盖了不同类型的T2加权图像，包括脂肪抑制和非脂肪抑制图像。此外，数据集还提供了注册后的治疗前图像及其标注，以支持治疗中期图像的分割任务。这些特点使得该数据集在评估和开发适应性放射治疗中的自动分割算法方面具有重要价值。

使用方法

HNTS-MRG 2024数据集主要用于评估和开发头颈部肿瘤在磁共振引导下的自动分割算法。研究者可以使用该数据集进行模型的训练和验证，特别是针对治疗前和治疗中期的肿瘤和淋巴结分割任务。数据集的标注和注册信息为算法提供了丰富的输入特征，有助于提高分割的准确性和鲁棒性。此外，数据集的公开性和详细的使用指南，使得研究者能够在统一的框架下进行算法开发和性能比较，从而推动该领域的技术进步。

常用场景

经典使用场景

HNTS-MRG 2024数据集在磁共振引导下的放射治疗应用中展现了其经典的使用场景。该数据集主要用于头颈部肿瘤的自动分割任务，特别是在放射治疗前（Task 1）和放射治疗中期（Task 2）的T2加权扫描图像中进行肿瘤体积（GTVp）和淋巴结转移体积（GTVn）的自动描绘。这一应用场景不仅解决了传统手动分割的时间和精度问题，还为人工智能驱动的自动化分割技术提供了宝贵的训练和验证资源。

解决学术问题

HNTS-MRG 2024数据集解决了在头颈部癌症放射治疗中缺乏大规模、公开可用的适应性放射治疗数据集的问题。通过提供150例训练数据和50例测试数据，该数据集促进了多时间点数据在放射治疗自动分割性能中的应用研究。这不仅推动了人工智能在医学图像分析中的发展，还为临床实践中MRI引导的放射治疗提供了技术支持，具有重要的学术研究意义和临床应用价值。

实际应用

在实际应用中，HNTS-MRG 2024数据集为放射治疗计划的自动化提供了关键支持。通过自动分割技术，医生可以更快速、准确地确定肿瘤和淋巴结的位置，从而优化放射治疗方案，减少治疗时间和副作用。此外，该数据集的应用还提高了放射治疗的自适应性，使得治疗过程更加个性化和精准，显著提升了患者的治疗效果和生活质量。

衍生相关工作

HNTS-MRG 2024数据集的发布和应用催生了多项相关研究工作。例如，基于该数据集的深度学习模型在头颈部肿瘤分割中的表现得到了广泛验证，推动了相关算法的优化和创新。此外，该数据集还激发了多时间点MRI数据在放射治疗中的应用研究，促进了跨学科的合作与交流。这些衍生工作不仅丰富了医学图像分析领域的研究内容，也为未来的临床应用奠定了坚实基础。

数据集最近研究

最新研究方向

在磁共振引导的放射治疗（MR-guided RT）领域，HNTS-MRG 2024数据集的最新研究方向主要集中在利用人工智能（AI）技术自动分割头颈部肿瘤。这一研究方向旨在解决手动肿瘤分割在时间上的不切实际性，并探索多时间点数据对放射治疗自动分割性能的潜在增强作用。通过提供大规模的公开数据集，研究者们致力于开发和验证AI算法，以实现对头颈部肿瘤的高精度自动分割，从而推动MR-guided RT在临床实践中的应用。

相关研究论文

• Overview of the Head and Neck Tumor Segmentation for Magnetic Resonance Guided Applications (HNTS-MRG) 2024 Challenge

  德克萨斯大学MD安德森癌症中心 · 2024年