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Enregistrement W2926054458 · doi:10.1016/j.ultras.2019.03.014

Robust segmentation of arterial walls in intravascular ultrasound images using Dual Path U-Net

2019· article· en· W2926054458 sur OpenAlexaff
Ji Yang, Mehdi Faraji, Anup Basu

Notice bibliographique

RevueUltrasonics · 2019
Typearticle
Langueen
DomaineEngineering
ThématiquePhotoacoustic and Ultrasonic Imaging
Établissements canadiensUniversity of Alberta
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésJaccard indexIntravascular ultrasoundComputer scienceArtificial intelligenceHausdorff distanceSegmentationComputer visionLumen (anatomy)Pattern recognition (psychology)Path (computing)RadiologyMedicine

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

A Fully Convolutional Network (FCN) based deep architecture called Dual Path U-Net (DPU-Net) is proposed for automatic segmentation of the lumen and media-adventitia in IntraVascular UltraSound (IVUS) frames, which is crucial for diagnosis of many cardiovascular diseases and also for facilitating 3D reconstructions of human arteries. One of the most prevalent problems in medical image analysis is the lack of training data. To overcome this limitation, we propose a twofold solution. First, we introduce a deep architecture that is able to learn using a small number of training images and still achieves a high degree of generalization ability. Second, we strengthen the proposed DPU-Net by having a real-time augmentor control the image augmentation process. Our real-time augmentor contains specially-designed operations that simulate three types of IVUS artifacts and integrate them into the training images. We exhaustively assessed our twofold contribution over Balocco's standard publicly available IVUS 20 MHz and 40 MHz B-mode dataset, which contain 109 training image, 326 test images and 19 training images, 59 test images, respectively. Models are trained from scratch with the training images provided and evaluated with two commonly used metrics in the IVUS segmentation literature, namely Jaccard Measure (JM) and Hausdorff Distance (HD). Experimental results show that DPU-Net achieves 0.87 JM, 0.82 mm HD and 0.86 JM, 1.07 mm HD over 40 MHz dataset for segmenting the lumen and the media, respectively. Also, DPU-Net achieves 0.90 JM, 0.25 mm HD and 0.92 JM, 0.30 mm HD over 20 MHz images for segmenting the lumen and the media, respectively. In addition, DPU-Net outperforms existing methods by 8-15% in terms of HD distance. DPU-Net also shows a strong generalization property for predicting images in the test sets that contain a significant amount of major artifacts such as bifurcations, shadows, and side branches that are not common in the training set. Furthermore, DPU-Net runs within 0.03 s to segment each frame with a single modern GPU (Nvidia GTX 1080). The proposed work leverages modern deep learning-based method for segmentation of lumen and the media vessel walls in both 20 MHz and 40 MHz IVUS B-mode images and achieves state-of-the-art results without any manual intervention. The code is available online at https://github.com/Kulbear/IVUS-Ultrasonic.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,009
Score d'incertitude au seuil0,019

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,001

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.

Tête enseignante Opus0,009
Tête enseignante GPT0,202
Écart entre enseignants0,193 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations125
Publié2019
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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