Deep learning‐based carotid media‐adventitia and lumen‐intima boundary segmentation from three‐dimensional ultrasound images
Notice bibliographique
Résumé
PURPOSE: Quantification of carotid plaques has been shown to be important for assessing as well as monitoring the progression and regression of carotid atherosclerosis. Various metrics have been proposed and methods of measurements ranging from manual tracing to automated segmentations have also been investigated. Of those metrics, quantification of carotid plaques by measuring vessel-wall-volume (VWV) using the segmented media-adventitia (MAB) and lumen-intima (LIB) boundaries has been shown to be sensitive to temporal changes in carotid plaque burden. Thus, semi-automatic MAB and LIB segmentation methods are required to help generate VWV measurements with high accuracy and less user interaction. METHODS: In this paper, we propose a semiautomatic segmentation method based on deep learning to segment the MAB and LIB from carotid three-dimensional ultrasound (3DUS) images. For the MAB segmentation, we convert the segmentation problem to a pixel-by-pixel classification problem. A dynamic convolutional neural network (Dynamic CNN) is proposed to classify the patches generated by sliding a window along the norm line of the initial contour where the CNN model is fine-tuned dynamically in each test task. The LIB is segmented by applying a region-of-interest of carotid images to a U-Net model, which allows the network to be trained end-to-end for pixel-wise classification. RESULTS: A total of 144 3DUS images were used in this development, and a threefold cross-validation technique was used for evaluation of the proposed algorithm. The proposed algorithm-generated accuracy was significantly higher than the previous methods but with less user interactions. Comparing the algorithm segmentation results with manual segmentations by an expert showed that the average Dice similarity coefficients (DSC) were 96.46 ± 2.22% and 92.84 ± 4.46% for the MAB and LIB, respectively, while only an average of 34 s (vs 1.13, 2.8 and 4.4 min in previous methods) was required to segment a 3DUS image. The interobserver experiment indicated that the DSC was 96.14 ± 1.87% between algorithm-generated MAB contours of two observers' initialization. CONCLUSIONS: Our results showed that the proposed carotid plaque segmentation method obtains high accuracy and repeatability with less user interactions, suggesting that the method could be used in clinical practice to measure VWV and monitor the progression and regression of carotid plaques.
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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) | 0,001 | 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 ».