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Enregistrement W4221085494 · doi:10.2196/36977

Fully Automated Wound Tissue Segmentation Using Deep Learning on Mobile Devices: Cohort Study

2022· article· en· W4221085494 sur OpenAlexvenueno aff
Dhanesh Ramachandram, José L. Ramírez-GarcíaLuna, Robert D. Fraser, Mario Aurelio Martínez‐Jiménez, Jesús Emmanuel Arriaga-Caballero, Justin Allport

Notice bibliographique

RevueJMIR mhealth and uhealth · 2022
Typearticle
Langueen
DomaineHealth Professions
ThématiquePressure Ulcer Prevention and Management
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésMedicineSegmentationWound careArtificial intelligenceConvolutional neural networkGranulation tissueWound healingSurgeryComputer science

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

BACKGROUND: Composition of tissue types within a wound is a useful indicator of its healing progression. Tissue composition is clinically used in wound healing tools (eg, Bates-Jensen Wound Assessment Tool) to assess risk and recommend treatment. However, wound tissue identification and the estimation of their relative composition is highly subjective. Consequently, incorrect assessments could be reported, leading to downstream impacts including inappropriate dressing selection, failure to identify wounds at risk of not healing, or failure to make appropriate referrals to specialists. OBJECTIVE: This study aimed to measure inter- and intrarater variability in manual tissue segmentation and quantification among a cohort of wound care clinicians and determine if an objective assessment of tissue types (ie, size and amount) can be achieved using deep neural networks. METHODS: A data set of 58 anonymized wound images of various types of chronic wounds from Swift Medical's Wound Database was used to conduct the inter- and intrarater agreement study. The data set was split into 3 subsets with 50% overlap between subsets to measure intrarater agreement. In this study, 4 different tissue types (epithelial, granulation, slough, and eschar) within the wound bed were independently labeled by the 5 wound clinicians at 1-week intervals using a browser-based image annotation tool. In addition, 2 deep convolutional neural network architectures were developed for wound segmentation and tissue segmentation and were used in sequence in the workflow. These models were trained using 465,187 and 17,000 image-label pairs, respectively. This is the largest and most diverse reported data set used for training deep learning models for wound and wound tissue segmentation. The resulting models offer robust performance in diverse imaging conditions, are unbiased toward skin tones, and could execute in near real time on mobile devices. RESULTS: A poor to moderate interrater agreement in identifying tissue types in chronic wound images was reported. A very poor Krippendorff α value of .014 for interrater variability when identifying epithelization was observed, whereas granulation was most consistently identified by the clinicians. The intrarater intraclass correlation (3,1), however, indicates that raters were relatively consistent when labeling the same image multiple times over a period. Our deep learning models achieved a mean intersection over union of 0.8644 and 0.7192 for wound and tissue segmentation, respectively. A cohort of wound clinicians, by consensus, rated 91% (53/58) of the tissue segmentation results to be between fair and good in terms of tissue identification and segmentation quality. CONCLUSIONS: The interrater agreement study validates that clinicians exhibit considerable variability when identifying and visually estimating wound tissue proportion. The proposed deep learning technique provides objective tissue identification and measurements to assist clinicians in documenting the wound more accurately and could have a significant impact on wound care when deployed at scale.

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)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,005
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Observationnel · Signal consensuel: Observationnel
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,006
Score d'incertitude au seuil0,012

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,005
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,001

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.

Tête enseignante Opus0,075
Tête enseignante GPT0,478
Écart entre enseignants0,403 · 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'étudeObservationnel
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

Citations76
Publié2022
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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