Classifiers for Ischemic Stroke Lesion Segmentation: A Comparison Study
Notice bibliographique
Résumé
MOTIVATION: Ischemic stroke, triggered by an obstruction in the cerebral blood supply, leads to infarction of the affected brain tissue. An accurate and reproducible automatic segmentation is of high interest, since the lesion volume is an important end-point for clinical trials. However, various factors, such as the high variance in lesion shape, location and appearance, render it a difficult task. METHODS: In this article, nine classification methods (e.g. Generalized Linear Models, Random Decision Forests and Convolutional Neural Networks) are evaluated and compared with each other using 37 multiparametric MRI datasets of ischemic stroke patients in the sub-acute phase in terms of their accuracy and reliability for ischemic stroke lesion segmentation. Within this context, a multi-spectral classification approach is compared against mono-spectral classification performance using only FLAIR MRI datasets and two sets of expert segmentations are used for inter-observer agreement evaluation. RESULTS AND CONCLUSION: The results of this study reveal that high-level machine learning methods lead to significantly better segmentation results compared to the rather simple classification methods, pointing towards a difficult non-linear problem. The overall best segmentation results were achieved by a Random Decision Forest and a Convolutional Neural Networks classification approach, even outperforming all previously published results. However, none of the methods tested in this work are capable of achieving results in the range of the human observer agreement and the automatic ischemic stroke lesion segmentation remains a complicated problem that needs to be explored in more detail to improve the segmentation results.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,008 | 0,015 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,002 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,002 | 0,002 |
| Bibliométrie | 0,004 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,002 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».