Abstract 349: Segmentation Of Atherosclerotic Plaque Features From Histopathology Images Using Novel Deep Learning Techniques
Notice bibliographique
Résumé
Objective: Atherosclerotic plaques have a complex composition, consisting of inflammation, fibrosis, cholesterol crystals, hemorrhage, and/or calcification. The segmentation and quantification of plaque features in histopathology images form the foundation for studies evaluating plaque instability and the mechanisms that underlie the atherosclerotic process. Manual segmentation of plaque features from histology images is a tedious, time-consuming, and subjective visual recognition task. Herein, we present a fully automatic approach using state-of-the-art deep learning techniques to identify three major features of the atherosclerotic plaque: calcification, lipid core, and fibrosis. Methods: Plaques (n=70) were collected from patients who underwent a carotid endarterectomy at McGill University-affiliated hospitals. Hematoxylin and Eosin-stained sections were obtained from the region with the largest plaque burden. The “ground truth annotations” for lipid core, calcification, and fibrosis were performed manually by three blinded cardiovascular pathologists, using Sedeen Viewer. A total of 23,000 patches with 512x512 pixel size were extracted from our image dataset, and divided into train, validate, and test sets. Using Transfer Learning, multi-class U-Net models for semantic segmentation were trained on the patches to extract fibrosis, lipid, and calcification plaque features. Evaluation of model performance was based on the mean value of the Intersection over Union (Mean-IOU) between the prediction results and the “ground truth annotations”. Results: Our models resulted in an overall performance of 77% for test images, and a per-class performance for the three plaque features: fibrosis = 0.77±0.2, lipid core = 0.80±0.3, calcification = 0.75±0.25. However, a qualitative evaluation by the pathologists confirmed that the prediction results in fact outperformed the “ground truth annotations”, and detected non-annotated regions. Conclusion: To our knowledge, this is a first attempt at developing a fully automatic approach for atherosclerotic plaque feature segmentation from histology images. Our models can accelerate atherosclerosis research, by improving the speed, quality, and reproducibility of plaque analysis.
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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 | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 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 | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 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 ».