Physics Driven Domain Specific Transporter Framework with Attention Mechanism for Ultrasound Imaging
Notice bibliographique
Résumé
Most applications of deep learning techniques in medical imaging are supervised and require a large number of labeled data which is expensive and requires many hours of careful annotation by experts. In this paper, we propose an unsupervised, physics driven domain specific transporter framework with an attention mechanism to identify relevant key points with applications in ultrasound imaging. The proposed framework identifies key points that provide a concise geometric representation highlighting regions with high structural variation in ultrasound videos. We incorporate physics driven domain specific information as a feature probability map and use the radon transform to highlight features in specific orientations. The proposed framework has been trained on130 Lung ultrasound (LUS) videos and 113 Wrist ultrasound (WUS) videos and validated on 100 Lung ultrasound (LUS) videos and 58 Wrist ultrasound (WUS) videos acquired from multiple centers across the globe. Images from both datasets were independently assessed by experts to identify clinically relevant features such as A-lines, B-lines and pleura from LUS and radial metaphysis, radial epiphysis and carpal bones from WUS videos. The key points detected from both datasets showed high sensitivity (LUS = 99\% , WUS = 74\%) in detecting the image landmarks identified by experts. Also, on employing for classification of the given lung image into normal and abnormal classes, the proposed approach, even with no prior training, achieved an average accuracy of 97\% and an average F1-score of 95\% respectively on the task of co-classification with 3 fold cross-validation. With the purely unsupervised nature of the proposed approach, we expect the key point detection approach to increase the applicability of ultrasound in various examination performed in emergency and point of care.
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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 | 0,001 |
| 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 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,001 |
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 ».