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Enregistrement W3192350374 · doi:10.1016/j.ynirp.2021.100044

Segmentation of white matter lesions in multicentre FLAIR MRI

2021· article· en· W3192350374 sur OpenAlexaff
April Khademi, Adam Gibicar, Giordano Arezza, Justin DiGregorio, Pascal N. Tyrrell, Alan R. Moody

Notice bibliographique

RevueNeuroimage Reports · 2021
Typearticle
Langueen
DomaineNeuroscience
ThématiqueBrain Tumor Detection and Classification
Établissements canadiensUniversity of TorontoToronto Metropolitan UniversitySt. Michael's Hospital
Organismes subventionnairesNational Institute on Aging
Mots-clésFluid-attenuated inversion recoveryHyperintensitySegmentationMedicineArtificial intelligenceDeep learningDementiaMagnetic resonance imagingComputer scienceRadiologyDiseasePathology

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

White matter lesions (WML) in the brain are thought to be related to ischemic processes, demyelination, and axonal degeneration. The presence of WML predict cognitive decline, dementia, stroke, and death. Lesion progression increases these risks, making WML significant clinical biomarkers for investigation. To analyze WML objectively, consistently, and efficiently, automated WML segmentation methods for neurological MRI have been the focus of extensive research efforts. There have been many unsupervised and traditional machine learning methods proposed over the years. Recently, deep learning architectures have been utilized for WML segmentation with promising results. In this work, we evaluate seven WML segmentation tools for multicentre fluid attenuated inversion recovery (FLAIR) MRI. Two traditional methods were evaluated, one unsupervised method and the other a traditional machine learning approach. The traditional methods were compared to five deep learning-based approaches. FLAIR MRI have the advantage of highlighting WML lesions robustly and are used routinely in neurological workflows. Automated WML segmentation tools for FLAIR MRI could optimize clinical workflows and improve patient care. The WML segmentation algorithms were evaluated on a multicentre, multi-disease FLAIR MRI database acquired with varying scanners and protocols. In total 252 imaging volumes (~13 K image slices) with annotations, from 5 multicentre datasets (33 imaging centres) were used to train, validate and test the WML segmentation methods. Two clinical datasets, which include dementia and vascular disease pathologies, and three open-source datasets were used. To examine clinical utility of each algorithm and establish proof of effectiveness, algorithms were evaluated over several dimensions related to accuracy, generalizability, and robustness to pathology. This work presents a framework for evaluating the efficacy of WML segmentation algorithms for improved reliability, patient safety and clinical trials. Of all methods, SC U-Net was found to be the best algorithm for WML segmentation in terms of highest Dice similarity coefficient (DSC) over most dimensions (mean DSC = 0.71 over all volumes). Deep learning methods outperformed traditional methods, especially in lower lesion loads, but were not able to generalize across all disease categories or datasets.

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 machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,003
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,006
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut 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 enseignants0,007
Score d'incertitude au seuil0,018

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0030,006
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0040,002
Études des sciences et des technologies0,0010,001
Communication savante0,0020,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0020,000
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 Opus0,031
Tête enseignante GPT0,282
Écart entre enseignants0,251 · 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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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

Citations23
Publié2021
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