Integration of Swin UNETR and statistical shape modeling for a semi-automated segmentation of the knee and biomechanical modeling of articular cartilage
Notice bibliographique
Résumé
Simulation studies like finite element (FE) modeling provide insight into knee joint mechanics without patient experimentation. Generic FE models represent biomechanical behavior of the tissue by overlooking variations in geometry, loading, and material properties of a population. On the other hand, subject-specific models include these specifics, resulting in enhanced predictive precision. However, creating such models is laborious and time-intensive. The present study aimed to enhance subject-specific knee joint FE modeling by incorporating a semi-automated segmentation algorithm. This segmentation was a 3D Swin UNETR for an initial segmentation of the femur and tibia, followed by a statistical shape model (SSM) adjustment to improve surface roughness and continuity. Five hundred and seven magnetic resonance images (MRIs) from the Osteoarthritis Initiative (OAI) database were used to build and validate the segmentation model. A semi-automated FE model was developed using this semi-automated segmentation. On the other hand, a manual FE model was developed through manual segmentation (i.e., the gold standard approach). Both FE models were subjected to gait loading. The predicted mechanical response of manual and semi-automated FE models were compared. In the result, our semi-automated segmentation achieved Dice similarity coefficient (DSC) over 98% for both femur and tibia. The mechanical results (max principal stress, max principal strain, fluid pressure, fibril strain, and contact area) showed no significant differences between the manual and semi-automated FE models, indicating the effectiveness of the proposed semi-automated segmentation in creating accurate knee joint FE models. ( https://data.mendeley.com/datasets/k5hdc9cz7w/1 ).
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 | 0,002 | 0,003 |
| 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 | 0,000 | 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) | 0,002 | 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 ».