Ensemble Deep Learning for Diabetic Retinopathy Detection Using Optical Coherence Tomography Angiography
Notice bibliographique
Résumé
Purpose: To evaluate the role of ensemble learning techniques with deep learning in classifying diabetic retinopathy (DR) in optical coherence tomography angiography (OCTA) images and their corresponding co-registered structural images. Methods: A total of 463 volumes from 380 eyes were acquired using the 3 × 3-mm OCTA protocol on the Zeiss Plex Elite system. Enface images of the superficial and deep capillary plexus were exported from both the optical coherence tomography and OCTA data. Component neural networks were constructed using single data-types and fine-tuned using VGG19, ResNet50, and DenseNet architectures pretrained on ImageNet weights. These networks were then ensembled using majority soft voting and stacking techniques. Results were compared with a classifier using manually engineered features. Class activation maps (CAMs) were created using the original CAM algorithm and Grad-CAM. Results: The networks trained with the VGG19 architecture outperformed the networks trained on deeper architectures. Ensemble networks constructed using the four fine-tuned VGG19 architectures achieved accuracies of 0.92 and 0.90 for the majority soft voting and stacking methods respectively. Both ensemble methods outperformed the highest single data-type network and the network trained on hand-crafted features. Grad-CAM was shown to more accurately highlight areas of disease. Conclusions: Ensemble learning increases the predictive accuracy of CNNs for classifying referable DR on OCTA datasets. Translational Relevance: Because the diagnostic accuracy of OCTA images is shown to be greater than the manually extracted features currently used in the literature, the proposed methods may be beneficial toward developing clinically valuable solutions for DR diagnoses.
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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 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| 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) | 0,000 | 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 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 ».