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Enregistrement W2994955313 · doi:10.1088/1361-6560/ab63ba

External validation and transfer learning of convolutional neural networks for computed tomography dental artifact classification

2019· article· en· W2994955313 sur OpenAlexafffund
Mattea Welch, Chris McIntosh, Alberto Traverso, Leonard Wee, André Dekker, Benjamin Haibe‐Kains, David A. Jaffray

Notice bibliographique

RevuePhysics in Medicine and Biology · 2019
Typearticle
Langueen
DomaineEngineering
ThématiqueAdvanced X-ray and CT Imaging
Établissements canadiensVector InstitutePrincess Margaret Cancer CentreInstitute of Cancer ResearchOntario Institute for Cancer ResearchUniversity of TorontoUniversity Health Network
Organismes subventionnairesCanadian Institutes of Health ResearchTerry Fox Research InstituteOntario Institute for Cancer Research
Mots-clésTransfer of learningComputer scienceConvolutional neural networkGeneralizability theoryArtificial intelligenceQuality assuranceResamplingRobustness (evolution)Pattern recognition (psychology)VisualizationMachine learningMathematicsStatisticsMedicine

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

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.

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 distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,758
Score d'incertitude au seuil0,193

Scores Codex et Gemma par catégorie

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

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.

Tête enseignante Opus0,068
Tête enseignante GPT0,313
Écart entre enseignants0,245 · 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 tête enseignante, pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
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

Citations14
Publié2019
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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