An efficient and accurate method for robust inter‐dataset brain extraction and comparisons with 9 other methods
Notice bibliographique
Résumé
Brain extraction is an important first step in many magnetic resonance neuroimaging studies. Due to variability in brain morphology and in the appearance of the brain due to differences in scanner acquisition parameters, the development of a generally applicable brain extraction algorithm has proven challenging. Learning-based brain extraction algorithms in particular perform well when the target and training images are sufficiently similar, but often perform worse when this condition is not met. In this study, we propose a new patch-based multi-atlas segmentation method for brain extraction which is specifically developed for accurate and robust processing across datasets. Using a diverse collection of labeled images from 5 different datasets, extensive comparisons were made with 9 other commonly used brain extraction methods, both before and after applying error correction (a machine learning method for automatically correcting segmentation errors) to each method. The proposed method performed equal to or better than the other methods in each of two segmentation scenarios: a challenging inter-dataset segmentation scenario in which no dataset-specific atlases were used (mean Dice coefficient 98.57%, volumetric correlation 0.994 across datasets following error correction), and an intra-dataset segmentation scenario in which only dataset-specific atlases were used (mean Dice coefficient 99.02%, volumetric correlation 0.998 across datasets following error correction). Furthermore, combined with error correction, the proposed method runs in less than one-tenth of the time required by the other top-performing methods in the challenging inter-dataset comparisons. Validation on an independent multi-centre dataset also confirmed the excellent performance of the proposed method.
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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 | 0,007 | 0,014 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,002 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,002 | 0,002 |
| Bibliométrie | 0,006 | 0,003 |
| Études des sciences et des technologies | 0,002 | 0,001 |
| Communication savante | 0,002 | 0,003 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,003 |
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 ».