External validation and transfer learning of convolutional neural networks for computed tomography dental artifact classification
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Quality assurance of data prior to use in automated pipelines and image analysis would assist in safeguarding against biases and incorrect interpretation of results. Automation of quality assurance steps would further improve robustness and efficiency of these methods, motivating widespread adoption of techniques. Previous work by our group demonstrated the ability of convolutional neural networks (CNN) to efficiently classify head and neck (H&N) computed-tomography (CT) images for the presence of dental artifacts (DA) that obscure visualization of structures and the accuracy of Hounsfield units. In this work we demonstrate the generalizability of our previous methodology by validating CNNs on six external datasets, and the potential benefits of transfer learning with fine-tuning on CNN performance. 2112 H&N CT images from seven institutions were scored as DA positive or negative. 1538 images from a single institution were used to train three CNNs with resampling grid sizes of 64 3 , 128 3 and 256 3 . The remaining six external datasets were used in five-fold cross-validation with a data split of 20% training/fine-tuning and 80% validation. The three pre-trained models were each validated using the five-folds of the six external datasets. The pre-trained models also underwent transfer learning with fine-tuning using the 20% training/fine-tuning data, and validated using the corresponding validation datasets. The highest micro-averaged AUC for our pre-trained models across all external datasets occurred with a resampling grid of 256 3 (AUC = 0.91 ± 0.01). Transfer learning with fine-tuning improved generalizability when utilizing a resampling grid of 256 3 to a micro-averaged AUC of 0.92 ± 0.01. Despite these promising results, transfer learning did not improve AUC when utilizing small resampling grids or small datasets. Our work demonstrates the potential of our previously developed automated quality assurance methods to generalize to external datasets. Additionally, we showed that transfer learning with fine-tuning using small portions of external datasets can be used to fine-tune models for improved performance when large variations in images are present.
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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 ».