Echo-SyncNet: Self-Supervised Cardiac View Synchronization in Echocardiography
Notice bibliographique
Résumé
In echocardiography (echo), an electrocardiogram (ECG) is conventionally used to temporally align different cardiac views for assessing critical measurements. However, in emergencies or point-of-care situations, acquiring an ECG is often not an option, hence motivating the need for alternative temporal synchronization methods. Here, we propose Echo-SyncNet, a self-supervised learning framework to synchronize various cross-sectional 2D echo series without any human supervision or external inputs. The proposed framework takes advantage of two types of supervisory signals derived from the input data: spatiotemporal patterns found between the frames of a single cine (intra-view self-supervision) and interdependencies between multiple cines (inter-view self-supervision). The combined supervisory signals are used to learn a feature-rich and low dimensional embedding space where multiple echo cines can be temporally synchronized. Two intra-view self-supervisions are used, the first is based on the information encoded by the temporal ordering of a cine (temporal intra-view) and the second on the spatial similarities between nearby frames (spatial intra-view). The inter-view self-supervision is used to promote the learning of similar embeddings for frames captured from the same cardiac phase in different echo views. We evaluate the framework with multiple experiments: 1) Using data from 998 patients, Echo-SyncNet shows promising results for synchronizing Apical 2 chamber and Apical 4 chamber cardiac views, which are acquired spatially perpendicular to each other; 2) Using data from 3070 patients, our experiments reveal that the learned representations of Echo-SyncNet outperform a supervised deep learning method that is optimized for automatic detection of fine-grained cardiac cycle phase; 3) We go one step further and show the usefulness of the learned representations in a one-shot learning scenario of cardiac key-frame detection. Without any fine-tuning, key frames in 1188 validation patient studies are identified by synchronizing them with only one labeled reference cine. We do not make any prior assumption about what specific cardiac views are used for training, and hence we show that Echo-SyncNet can accurately generalize to views not present in its training set. Project repository: github.com/fatemehtd/Echo-SyncNet>.
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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 | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,002 |
| 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 | 0,001 | 0,003 |
| 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 ».