Left Ventricle Quantification Challenge: A Comprehensive Comparison and Evaluation of Segmentation and Regression for Mid-Ventricular Short-Axis Cardiac MR Data
Notice bibliographique
Résumé
Automatic quantification of the left ventricle (LV) from cardiac magnetic resonance (CMR) images plays an important role in making the diagnosis procedure efficient, reliable, and alleviating the laborious reading work for physicians. Considerable efforts have been devoted to LV quantification using different strategies that include segmentation-based (SG) methods and the recent direct regression (DR) methods. Although both SG and DR methods have obtained great success for the task, a systematic platform to benchmark them remains absent because of differences in label information during model learning. In this paper, we conducted an unbiased evaluation and comparison of cardiac LV quantification methods that were submitted to the Left Ventricle Quantification (LVQuan) challenge, which was held in conjunction with the Statistical Atlases and Computational Modeling of the Heart (STACOM) workshop at the MICCAI 2018. The challenge was targeted at the quantification of 1) areas of LV cavity and myocardium, 2) dimensions of the LV cavity, 3) regional wall thicknesses (RWT), and 4) the cardiac phase, from mid-ventricle short-axis CMR images. First, we constructed a public quantification dataset Cardiac-DIG with ground truth labels for both the myocardium mask and these quantification targets across the entire cardiac cycle. Then, the key techniques employed by each submission were described. Next, quantitative validation of these submissions were conducted with the constructed dataset. The evaluation results revealed that both SG and DR methods can offer good LV quantification performance, even though DR methods do not require densely labeled masks for supervision. Among the 12 submissions, the DR method LDAMT offered the best performance, with a mean estimation error of 301 mm2for the two areas, 2.15 mm for the cavity dimensions, 2.03 mm for RWTs, and a 9.5% error rate for the cardiac phase classification. Three of the SG methods also delivered comparable performances. Finally, we discussed the advantages and disadvantages of SG and DR methods, as well as the unsolved problems in automatic cardiac quantification for clinical practice applications.
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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 | 0,016 | 0,028 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,005 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,003 | 0,003 |
| Bibliométrie | 0,005 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,002 | 0,002 |
| Communication savante | 0,004 | 0,003 |
| Science ouverte | 0,005 | 0,005 |
| Intégrité de la recherche | 0,005 | 0,003 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,003 |
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 ».