Convolutional neural network‐based approach for segmentation of left ventricle myocardial scar from 3D late gadolinium enhancement <scp>MR</scp> images
Notice bibliographique
Résumé
PURPOSE: Accurate three-dimensional (3D) segmentation of myocardial replacement fibrosis (i.e., scar) is emerging as a potentially valuable tool for risk stratification and procedural planning in patients with ischemic cardiomyopathy. The main purpose of this study was to develop a semiautomated method using a 3D convolutional neural network (CNN)-based for the segmentation of left ventricle (LV) myocardial scar from 3D late gadolinium enhancement magnetic resonance (LGE-MR) images. METHODS: Our proposed CNN is built upon several convolutional and pooling layers aimed at choosing appropriate features from LGE-MR images to distinguish between myocardial scar and healthy tissues of the left ventricle. In contrast to previous methods that consider image intensity as the sole feature, CNN-based algorithms have the potential to improve the accuracy of scar segmentation through the creation of unconventional features that separate scar from normal myocardium in the feature space. The first step of our pipeline was to manually delineate the left ventricular myocardium, which was used as the region of interest for scar segmentation. Our developed algorithm was trained using 265,220 volume patches extracted from ten 3D LGE-MR images, then was validated on 450,454 patches from a testing dataset of 24 3D LGE-MR images, all obtained from patients with chronic myocardial infarction. We evaluated our method in the context of several alternative methods by comparing algorithm-generated segmentations to manual delineations performed by experts. RESULTS: Our CNN-based method reported an average Dice similarity coefficient (DSC) and Jaccard Index (JI) of 93.63% ± 2.6% and 88.13% ± 4.70%. In comparison to several previous methods, including K-nearest neighbor (KNN), hierarchical max flow (HMF), full width at half maximum (FWHM), and signal threshold to reference mean (STRM), the developed algorithm reported significantly higher accuracy for DSC with a P-value less than 0.0001. CONCLUSIONS: Our experimental results demonstrated that our CNN-based proposed method yielded the highest accuracy of all contemporary LV myocardial scar segmentation methodologies, inclusive of the most widely used signal intensity-based methods, such as FWHM and STRM. To our knowledge, this is the first description of LV myocardial scar tissue segmentation from 3D LGE-MR images using a CNN-based method.
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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 ».