Automatic lesion detection and segmentation of 18F-FET PET in gliomas: A full 3D U-Net convolutional neural network study
Notice bibliographique
Résumé
INTRODUCTION: Amino-acids positron emission tomography (PET) is increasingly used in the diagnostic workup of patients with gliomas, including differential diagnosis, evaluation of tumor extension, treatment planning and follow-up. Recently, progresses of computer vision and machine learning have been translated for medical imaging. Aim was to demonstrate the feasibility of an automated 18F-fluoro-ethyl-tyrosine (18F-FET) PET lesion detection and segmentation relying on a full 3D U-Net Convolutional Neural Network (CNN). METHODS: All dynamic 18F-FET PET brain image volumes were temporally realigned to the first dynamic acquisition, coregistered and spatially normalized onto the Montreal Neurological Institute template. Ground truth segmentations were obtained using manual delineation and thresholding (1.3 x background). The volumetric CNN was implemented based on a modified Keras implementation of a U-Net library with 3 layers for the encoding and decoding paths. Dice similarity coefficient (DSC) was used as an accuracy measure of segmentation. RESULTS: Thirty-seven patients were included (26 [70%] in the training set and 11 [30%] in the validation set). All 11 lesions were accurately detected with no false positive, resulting in a sensitivity and a specificity for the detection at the tumor level of 100%. After 150 epochs, DSC reached 0.7924 in the training set and 0.7911 in the validation set. After morphological dilatation and fixed thresholding of the predicted U-Net mask a substantial improvement of the DSC to 0.8231 (+ 4.1%) was noted. At the voxel level, this segmentation led to a 0.88 sensitivity [95% CI, 87.1 to, 88.2%] a 0.99 specificity [99.9 to 99.9%], a 0.78 positive predictive value: [76.9 to 78.3%], and a 0.99 negative predictive value [99.9 to 99.9%]. CONCLUSIONS: With relatively high performance, it was proposed the first full 3D automated procedure for segmentation of 18F-FET PET brain images of patients with different gliomas using a U-Net CNN architecture.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
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 tête enseignante, 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 ».