QU-BraTS: MICCAI BraTS 2020 Challenge on Quantifying Uncertainty in Brain Tumor Segmentation – Analysis of Ranking Scores and Benchmarking Results
Notice bibliographique
Résumé
Deep learning (DL) models have provided state-of-the-art performance in various medical imaging benchmarking challenges, including the Brain Tumor Segmentation (BraTS) challenges. However, the task of focal pathology multi-compartment segmentation (e.g., tumor and lesion sub-regions) is particularly challenging, and potential errors hinder translating DL models into clinical workflows. Quantifying the reliability of DL model predictions in the form of uncertainties could enable clinical review of the most uncertain regions, thereby building trust and paving the way toward clinical translation. Several uncertainty estimation methods have recently been introduced for DL medical image segmentation tasks. Developing scores to evaluate and compare the performance of uncertainty measures will assist the end-user in making more informed decisions. In this study, we explore and evaluate a score developed during the BraTS 2019 and BraTS 2020 task on uncertainty quantification (QU-BraTS) and designed to assess and rank uncertainty estimates for brain tumor multi-compartment segmentation. This score (1) rewards uncertainty estimates that produce high confidence in correct assertions and those that assign low confidence levels at incorrect assertions, and (2) penalizes uncertainty measures that lead to a higher percentage of under-confident correct assertions. We further benchmark the segmentation uncertainties generated by 14 independent participating teams of QU-BraTS 2020, all of which also participated in the main BraTS segmentation task. Overall, our findings confirm the importance and complementary value that uncertainty estimates provide to segmentation algorithms, highlighting the need for uncertainty quantification in medical image analyses. Finally, in favor of transparency and reproducibility, our evaluation code is made publicly available at https://github.com/RagMeh11/QU-BraTS.
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 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 | 0,031 | 0,080 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,005 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,003 | 0,002 |
| Bibliométrie | 0,007 | 0,003 |
| Études des sciences et des technologies | 0,002 | 0,002 |
| Communication savante | 0,005 | 0,004 |
| Science ouverte | 0,004 | 0,006 |
| Intégrité de la recherche | 0,005 | 0,003 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,005 | 0,004 |
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 ».