Predicting post-contrast information from contrast agent free cardiac MRI using machine learning: Challenges and methods
Notice bibliographique
Résumé
Objectives: Currently, administering contrast agents is necessary for accurately visualizing and quantifying presence, location, and extent of myocardial infarction (MI) with cardiac magnetic resonance (CMR). In this study, our objective is to investigate and analyze pre- and post-contrast CMR images with the goal of predicting post-contrast information using pre-contrast information only. We propose methods and identify challenges. Methods: = 164). We describe a pipeline for pre-processing this dataset for analysis. After data feature engineering, 722 cine short-axis (SAX) images and segmentation mask pairs were used for experimentation. This constitutes 506, 108, and 108 pairs for the training, validation, and testing sets, respectively. We use deep learning (DL) segmentation (UNet) and classification (ResNet50) models to discover the extent and location of the scar and classify between the ischemic cases and healthy cases (i.e., cases with no regional myocardial scar) from the pre-contrast cine SAX image frames, respectively. We then capture complex data patterns that represent subtle signal and functional changes in the cine SAX images due to MI using optical flow, rate of change of myocardial area, and radiomics data. We apply this dataset to explore two supervised learning methods, namely, the support vector machines (SVM) and the decision tree (DT) methods, to develop predictive models for classifying pre-contrast cine SAX images as being a case of MI or healthy. Results: = 108) is 0.75 (±0.20) for the endocardium, 0.51 (±0.21) for the epicardium and 0.20 (±0.17) for the scar. For the classification task, the accuracy, F1 and precision scores of 0.68, 0.69, and 0.64, respectively, were achieved with the SVM model, and of 0.62, 0.63, and 0.72, respectively, with the DT model. Conclusion: We have presented some promising approaches involving DL, SVM, and DT methods in an attempt to accurately predict contrast information from non-contrast images. While our initial results are modest for this challenging task, this area of research still poses several open problems.
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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) | 0,002 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 ».