Effects of MRI scanner manufacturers in classification tasks with deep learning models
Notice bibliographique
Résumé
Deep learning has become a leading subset of machine learning and has been successfully employed in diverse areas, ranging from natural language processing to medical image analysis. In medical imaging, researchers have progressively turned towards multi-center neuroimaging studies to address complex questions in neuroscience, leveraging larger sample sizes and aiming to enhance the accuracy of deep learning models. However, variations in image pixel/voxel characteristics can arise between centers due to factors including differences in magnetic resonance imaging scanners. Such variations create challenges, particularly inconsistent performance in machine learning-based approaches, often referred to as domain shift, where the trained models fail to achieve satisfactory or improved results when confronted with dissimilar test data. This study analyzes the performance of multiple disease classification tasks using multi-center MRI data obtained from three widely used scanner manufacturers (GE, Philips, and Siemens) across several deep learning-based networks. Furthermore, we investigate the efficacy of mitigating scanner vendor effects using ComBat-based harmonization techniques when applied to multi-center datasets of 3D structural MR images. Our experimental results reveal a substantial decline in classification performance when models trained on one type of scanner manufacturer are tested with data from different manufacturers. Moreover, despite applying ComBat-based harmonization, the harmonized images do not demonstrate any noticeable performance enhancement for disease classification tasks.
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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 | 0,013 | 0,035 |
| 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 | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,001 |
| 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 ».