3D Capsule Networks for Brain Image Segmentation
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND AND PURPOSE: Current autosegmentation models such as UNets and nnUNets have limitations, including the inability to segment images that are not represented during training and lack of computational efficiency. 3D capsule networks have the potential to address these limitations. MATERIALS AND METHODS: We used 3430 brain MRIs, acquired in a multi-institutional study, to train and validate our models. We compared our capsule network with standard alternatives, UNets and nnUNets, on the basis of segmentation efficacy (Dice scores), segmentation performance when the image is not well-represented in the training data, performance when the training data are limited, and computational efficiency including required memory and computational speed. RESULTS: The capsule network segmented the third ventricle, thalamus, and hippocampus with Dice scores of 95%, 94%, and 92%, respectively, which were within 1% of the Dice scores of UNets and nnUNets. The capsule network significantly outperformed UNets in segmenting images that were not well-represented in the training data, with Dice scores 30% higher. The computational memory required for the capsule network is less than one-tenth of the memory required for UNets or nnUNets. The capsule network is also >25% faster to train compared with UNet and nnUNet. CONCLUSIONS: We developed and validated a capsule network that is effective in segmenting brain images, can segment images that are not well-represented in the training data, and is computationally efficient compared with alternatives.
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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 | 0,002 | 0,006 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| 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) | 0,003 | 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 ».