Development of a Three-Dimensional Carotid Ultrasound Image Segmentation Workflow for Improved Efficiency, Reproducibility and Accuracy in Measuring Vessel Wall and Plaque Volume and Thickness
Notice bibliographique
Résumé
Automated segmentation of carotid lumen-intima boundary (LIB) and media-adventitia boundary (MAB) by deep convolutional neural networks (CNN) from three-dimensional ultrasound (3DUS) images has made assessment and monitoring of carotid atherosclerosis more efficient than manual segmentation. However, training of CNN still requires manual segmentation of LIB and MAB. Therefore, there is a need to improve the efficiency of manual segmentation and develop strategies to improve segmentation accuracy by the CNN for serial monitoring of carotid atherosclerosis. One strategy to reduce segmentation time is to increase the interslice distance (ISD) between segmented axial slices of a 3DUS image while maintaining the segmentation reliability. We, for the first time, investigated the effect of ISD on the reproducibility of MAB and LIB segmentations. The intra-observer reproducibility of LIB and MAB segmentations at ISDs of 1 mm and 2 mm was not statistically significantly different, whereas the reproducibility at ISD = 3 mm was statistically lower. Therefore, we conclude that segmentation with an ISD of 2 mm provides sufficient reliability for CNN training. We further proposed training the CNN by the baseline images of the entire cohort of patients for automatic segmentation of the follow-up images acquired for the same cohort. We validated that segmentation with this time-based partitioning approach is more accurate than that produced by patient-based partitioning, especially at the carotid bifurcation. This study forms the basis for an efficient, reproducible, and accurate 3DUS workflow for serial monitoring of carotid atherosclerosis useful in risk stratification of cardiovascular events and in evaluating the efficacy of new treatments.
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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 | 0,005 | 0,007 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,002 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 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 ».