Assessment of right ventricular size and function from cardiovascular magnetic resonance images using artificial intelligence
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Theoretically, artificial intelligence can provide an accurate automatic solution to measure right ventricular (RV) ejection fraction (RVEF) from cardiovascular magnetic resonance (CMR) images, despite the complex RV geometry. However, in our recent study, commercially available deep learning (DL) algorithms for RVEF quantification performed poorly in some patients. The current study was designed to test the hypothesis that quantification of RV function could be improved in these patients by using more diverse CMR datasets in addition to domain-specific quantitative performance evaluation metrics during the cross-validation phase of DL algorithm development. METHODS: We identified 100 patients from our prior study who had the largest differences between manually measured and automated RVEF values. Automated RVEF measurements were performed using the original version of the algorithm (DL1), an updated version (DL2) developed from a dataset that included a wider range of RV pathology and validated using multiple domain-specific quantitative performance evaluation metrics, and conventional methodology performed by a core laboratory (CORE). Each of the DL-RVEF approaches was compared against CORE-RVEF reference values using linear regression and Bland-Altman analyses. Additionally, RVEF values were classified into 3 categories: ≤ 35%, 35-50%, and ≥ 50%. Agreement between RVEF classifications made by the DL approaches and the CORE measurements was tested. RESULTS: CORE-RVEF and DL-RVEFs were obtained in all patients (feasibility of 100%). DL2-RVEF correlated with CORE-RVEF better than DL1-RVEF (r = 0.87 vs. r = 0.42), with narrower limits of agreement. As a result, DL2 algorithm also showed increasing accuracy from 0.53 to 0.80 for categorizing RV function. CONCLUSIONS: The use of a new DL algorithm cross-validated on a dataset with a wide range of RV pathology using multiple domain-specific metrics resulted in a considerable improvement in the accuracy of automated RVEF measurements. This improvement was demonstrated in patients whose images were the most challenging and resulted in the largest RVEF errors. These findings underscore the critical importance of this strategy in the development of DL approaches for automated CMR measurements.
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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 | 0,003 | 0,007 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| 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 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 ».