Learning from small data: Classifying sex from retinal images via deep learning
Notice bibliographique
Résumé
Deep learning (DL) techniques have seen tremendous interest in medical imaging, particularly in the use of convolutional neural networks (CNNs) for the development of automated diagnostic tools. The facility of its non-invasive acquisition makes retinal fundus imaging particularly amenable to such automated approaches. Recent work in the analysis of fundus images using CNNs relies on access to massive datasets for training and validation, composed of hundreds of thousands of images. However, data residency and data privacy restrictions stymie the applicability of this approach in medical settings where patient confidentiality is a mandate. Here, we showcase results for the performance of DL on small datasets to classify patient sex from fundus images-a trait thought not to be present or quantifiable in fundus images until recently. Specifically, we fine-tune a Resnet-152 model whose last layer has been modified to a fully-connected layer for binary classification. We carried out several experiments to assess performance in the small dataset context using one private (DOVS) and one public (ODIR) data source. Our models, developed using approximately 2500 fundus images, achieved test AUC scores of up to 0.72 (95% CI: [0.67, 0.77]). This corresponds to a mere 25% decrease in performance despite a nearly 1000-fold decrease in the dataset size compared to prior results in the literature. Our results show that binary classification, even with a hard task such as sex categorization from retinal fundus images, is possible with very small datasets. Our domain adaptation results show that models trained with one distribution of images may generalize well to an independent external source, as in the case of models trained on DOVS and tested on ODIR. Our results also show that eliminating poor quality images may hamper training of the CNN due to reducing the already small dataset size even further. Nevertheless, using high quality images may be an important factor as evidenced by superior generalizability of results in the domain adaptation experiments. Finally, our work shows that ensembling is an important tool in maximizing performance of deep CNNs in the context of small development datasets.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 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 tête enseignante, 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 ».