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Enregistrement W3206468898 · doi:10.1016/j.xops.2021.100069

Federated Learning for Microvasculature Segmentation and Diabetic Retinopathy Classification of OCT Data

2021· article· en· W3206468898 sur OpenAlex

Pourquoi ce travail est dans la base

Une base qui oublie comment elle a trouvé un travail ne peut pas être vérifiée. Voici les voies qui ont admis celui-ci.

affAu moins un auteur déclare une institution canadienne dans l'instantané OpenAlex épinglé.
fundUn bailleur canadien est enregistré sur le travail.

Notice bibliographique

RevueOphthalmology Science · 2021
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueRetinal Imaging and Analysis
Établissements canadiensSimon Fraser University
Organismes subventionnairesNatural Sciences and Engineering Research Council of CanadaCanadian Institutes of Health ResearchMichael Smith Health Research BCCompute Canada
Mots-clésArtificial intelligenceSegmentationDiabetic retinopathyReceiver operating characteristicF1 scoreComputer scienceMedicineDeep learningRetinalPattern recognition (psychology)Machine learningOphthalmologyDiabetes mellitus

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Purpose: To evaluate the performance of a federated learning framework for deep neural network-based retinal microvasculature segmentation and referable diabetic retinopathy (RDR) classification using OCT and OCT angiography (OCTA). Design: Retrospective analysis of clinical OCT and OCTA scans of control participants and patients with diabetes. Participants: The 153 OCTA en face images used for microvasculature segmentation were acquired from 4 OCT instruments with fields of view ranging from 2 × 2-mm to 6 × 6-mm. The 700 eyes used for RDR classification consisted of OCTA en face images and structural OCT projections acquired from 2 commercial OCT systems. Methods: OCT angiography images used for microvasculature segmentation were delineated manually and verified by retina experts. Diabetic retinopathy (DR) severity was evaluated by retinal specialists and was condensed into 2 classes: non-RDR and RDR. The federated learning configuration was demonstrated via simulation using 4 clients for microvasculature segmentation and was compared with other collaborative training methods. Subsequently, federated learning was applied over multiple institutions for RDR classification and was compared with models trained and tested on data from the same institution (internal models) and different institutions (external models). Main Outcome Measures: For microvasculature segmentation, we measured the accuracy and Dice similarity coefficient (DSC). For severity classification, we measured accuracy, area under the receiver operating characteristic curve (AUROC), area under the precision-recall curve, balanced accuracy, F1 score, sensitivity, and specificity. Results: For both applications, federated learning achieved similar performance as internal models. Specifically, for microvasculature segmentation, the federated learning model achieved similar performance (mean DSC across all test sets, 0.793) as models trained on a fully centralized dataset (mean DSC, 0.807). For RDR classification, federated learning achieved a mean AUROC of 0.954 and 0.960; the internal models attained a mean AUROC of 0.956 and 0.973. Similar results are reflected in the other calculated evaluation metrics. Conclusions: Federated learning showed similar results to traditional deep learning in both applications of segmentation and classification, while maintaining data privacy. Evaluation metrics highlight the potential of collaborative learning for increasing domain diversity and the generalizability of models used for the classification of OCT data.

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.

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,652
Score d'incertitude au seuil0,190

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
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 Opus0,054
Tête enseignante GPT0,360
Écart entre enseignants0,307 · 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