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Enregistrement W4223914566 · doi:10.1002/mp.15670

Uncertainty‐guided symmetric multilevel supervision network for 3D left atrium segmentation in late gadolinium‐enhanced MRI

2022· article· en· W4223914566 sur OpenAlexaff
Yashu Liu, Wei Wang, Gongning Luo, Kuanquan Wang, Dong Liang, Shuo Li

Notice bibliographique

RevueMedical Physics · 2022
Typearticle
Langueen
DomaineComputer Science
ThématiqueMedical Image Segmentation Techniques
Établissements canadiensWestern University
Organismes subventionnairesNatural Science Foundation of Shandong ProvinceChina Postdoctoral Science FoundationNational Natural Science Foundation of ChinaHeilongjiang Postdoctoral Science Foundation
Mots-clésSegmentationJaccard indexComputer scienceArtificial intelligenceHausdorff distanceMagnetic resonance imagingConvolutional neural networkPattern recognition (psychology)Image segmentationMedicineRadiology

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

PURPOSE: Atrial fibrillation (AF) is a common arrhythmia and requires volumetric imaging to guide the therapy procedure. Late gadolinium-enhanced magnetic resonance imaging (LGE MRI) is an efficient noninvasive technology for imaging the diseased heart. Three-dimensional segmentation of the left atrium (LA) in LGE MRI is a fundamental step for guiding the therapy of patients with AF. However, the low contrast and fuzzy surface of the LA in LGE MRI make accurate and objective LA segmentation a challenge. The purpose of this study is to propose an automatic and efficient LA segmentation model based on a convolutional neural network to obtain a more accurate predicted surface and improve the LA segmentation results. METHODS: In this study, we proposed an uncertainty-guided symmetric multilevel supervision (SML) network for 3D LA segmentation in LGE MRI. First, we constructed an SML structure to combine the corresponding features from the encoding and decoding stages to learn the multiscale representation of LA. Second, we formulated the discrepancy of predictions of our model as model uncertainty. Then we proposed an uncertainty-guided objective function to further increase the segmentation accuracy on the surface. RESULTS: We evaluated our proposed model on the public LA segmentation database using four universal metrics. The proposed model achieved Hausdorff Distance (HD) of 11.68 mm, average symmetric surface distance of 0.92 mm, Dice score of 0.92, and Jaccard of 0.85. Compared with state-of-the-art models, our model achieved the best HD that is sensitive to surface accuracy. For the other three metrics, our model also achieved better or comparable performance. CONCLUSIONS: We proposed an efficient automatic LA segmentation model that consisted of an SML structure and an uncertainty-guided objective function. Compared to other models, we designed an additional supervision branch in the encoding stage to learn more detailed representations of LA while learning global context information through the multilevel structure of each supervision branch. To address the fuzzy surface challenge of LA segmentation in LGE MRI, we leveraged the model uncertainty to enhance the distinguishing ability of the model on the surface, thereby the predicted accuracy of the LA surface can be further increased. We conducted extensive ablation and comparative experiments with state-of-the-art models. The experiment results demonstrated that our proposed model could handle the complex structure of LA and had superior advantages in improving the segmentation performance on the surface.

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)0,002
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: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,011
Score d'incertitude au seuil0,023

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,002
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,000
Études des sciences et des technologies0,0000,001
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0020,000

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 Opus0,028
Tête enseignante GPT0,317
Écart entre enseignants0,288 · 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

Citations8
Publié2022
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Résumé présentoui

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