Machine learning based texture analysis of patella from X-rays for detecting patellofemoral osteoarthritis
Notice bibliographique
Résumé
OBJECTIVE: To assess the ability of texture features for detecting radiographic patellofemoral osteoarthritis (PFOA) from knee lateral view radiographs. DESIGN: We used lateral view knee radiographs from The Multicenter Osteoarthritis Study (MOST) public use datasets (n = 5507 knees). Patellar region-of-interest (ROI) was automatically detected using landmark detection tool (BoneFinder), and subsequently, these anatomical landmarks were used to extract three different texture ROIs. Hand-crafted features, based on Local Binary Patterns (LBP), were then extracted to describe the patellar texture. First, a machine learning model (Gradient Boosting Machine) was trained to detect radiographic PFOA from the LBP features. Furthermore, we used end-to-end trained deep convolutional neural networks (CNNs) directly on the texture patches for detecting the PFOA. The proposed classification models were eventually compared with more conventional reference models that use clinical assessments and participant characteristics such as age, sex, body mass index (BMI), the total Western Ontario and McMaster Universities Arthritis Index (WOMAC) score, and tibiofemoral Kellgren-Lawrence (KL) grade. Atlas-guided visual assessment of PFOA status by expert readers provided in the MOST public use datasets was used as a classification outcome for the models. Performance of prediction models was assessed using the area under the receiver operating characteristic curve (ROC AUC), the area under the precision-recall (PR) curve -average precision (AP)-, and Brier score in the stratified 5-fold cross validation setting. RESULTS: Of the 5507 knees, 953 (17.3%) had PFOA. AUC and AP for the strongest reference model including age, sex, BMI, WOMAC score, and tibiofemoral KL grade to predict PFOA were 0.817 and 0.487, respectively. Textural ROI classification using CNN significantly improved the prediction performance (ROC AUC = 0.889, AP = 0.714). CONCLUSION: We present the first study that analyses patellar bone texture for diagnosing PFOA. Our results demonstrates the potential of using texture features of patella to predict PFOA.
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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 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 ».