Hippocampal segmentation for brains with extensive atrophy using three‐dimensional convolutional neural networks
Notice bibliographique
Résumé
Hippocampal volumetry is a critical biomarker of aging and dementia, and it is widely used as a predictor of cognitive performance; however, automated hippocampal segmentation methods are limited because the algorithms are (a) not publicly available, (b) subject to error with significant brain atrophy, cerebrovascular disease and lesions, and/or (c) computationally expensive or require parameter tuning. In this study, we trained a 3D convolutional neural network using 259 bilateral manually delineated segmentations collected from three studies, acquired at multiple sites on different scanners with variable protocols. Our training dataset consisted of elderly cases difficult to segment due to extensive atrophy, vascular disease, and lesions. Our algorithm, (HippMapp3r), was validated against four other publicly available state-of-the-art techniques (HippoDeep, FreeSurfer, SBHV, volBrain, and FIRST). HippMapp3r outperformed the other techniques on all three metrics, generating an average Dice of 0.89 and a correlation coefficient of 0.95. It was two orders of magnitude faster than some of the tested techniques. Further validation was performed on 200 subjects from two other disease populations (frontotemporal dementia and vascular cognitive impairment), highlighting our method's low outlier rate. We finally tested the methods on real and simulated "clinical adversarial" cases to study their robustness to corrupt, low-quality scans. The pipeline and models are available at: https://hippmapp3r.readthedocs.ioto facilitate the study of the hippocampus in large multisite studies.
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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 | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,002 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
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.
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 ».