بیش از ۲۰،۰۰۰ نفر از بزرگسالان در ایالات‌متحده (با شیوع بیشتر در مردان در مقابل زنان) هر ساله مبتلا به تومورهای سرطانی اولیه مغز و نخاع تشخیص داده می‌شوند. تخمین زده می‌شود که سالانه بیش از ۱۵،۰۰۰ نفر از این بیماری جان می‌بازند. حدود ۴۰۰۰ کودک و نوجوان دیگر مبتلا به تومور مغزی یا تومور سیستم عصبی مرکزی هستند. علاوه بر تومورهای اولیه، مغز می‌تواند از تومورهای ثانویه نیز رنج ببرد. شایع‌ترین سرطان‌ها که از مناطق دور افتاده به مغز گسترش می‌یابند سرطان ریه، سینه، سرطان پوست، سرطان حفره‌های بینی و سرطان روده هستند.
وظیفه تشخیص مکان و گسترش تومور بر عهده‌ی پردازش تصویر تومور مغزی است که از طریق جدا کردن تومور در تصویر صورت می‌گیرد. قطعه‌بندی ساختار آناتومی یک کار چالش برانگیز است. متغیر بودن ساختار تومور، استفاده از دانش قبلی را که هندسه‌ی تومور را محدود به اشکالی می‌کند که قبلا دیده شده‌اند، دشوار می‌کند. به طور خاص، از آنجایی که تومور شکلی نامعلوم دارد، مانند تومورهای بافت نرم، قطعه‌بندی اتوماتیک تصویر و تشخیص تومور را به چالش می‌کشد و در اغلب موارد نیازمند نظارت انسان برای قطعه‌بندی صحیح تصویر است.
قطعه‌بندی سه‌بعدی تومور مغزی کاربرد مهمی در تخمین اندازه و گسترش تومور دارد. مرحله‌ی اول در قطعه‌بندی ایجاد یک نقشه‌ی احتمالاتی از مکان تومور است. با استفاده از این نقشه و ترکیب آن با روش‌های پردازش تصویر کلاسیک می‌توانیم مکان تومر را تشخیص دهیم.
