SCIseg: Automatic Segmentation of T2-weighted Intramedullary Lesions in Spinal Cord Injury
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Purpose To develop a deep learning tool for the automatic segmentation of T2-weighted intramedullary lesions in spinal cord injury (SCI). Material and Methods This retrospective study included a cohort of SCI patients from three sites enrolled between July 2002 and February 2023. A deep learning model, SCIseg , was trained in a three-phase process involving active learning for the automatic segmentation of intramedullary SCI lesions and the spinal cord. The data consisted of T2-weighted MRI acquired using different scanner manufacturers with heterogeneous image resolutions (isotropic/anisotropic), orientations (axial/sagittal), lesion etiologies (traumatic/ischemic/hemorrhagic) and lesions spread across the cervical, thoracic and lumbar spine. The segmentations from the proposed model were visually and quantitatively compared with other open-source baselines. Wilcoxon signed-rank test was used to compare quantitative MRI biomarkers (lesion volume, lesion length, and maximal axial damage ratio) computed from manual lesion masks and those obtained automatically with SCIseg predictions. Results MRI data from 191 SCI patients (mean age, 48.1 years ± 17.9 [SD]; 142 males) were used for model training and evaluation. SCIseg achieved the best segmentation performance for both the cord and lesions. There was no statistically significant difference between lesion length and maximal axial damage ratio computed from manually annotated lesions and those obtained using SCIseg . Conclusion Automatic segmentation of intramedullary lesions commonly seen in SCI replaces the tedious manual annotation process and enables the extraction of relevant lesion morphometrics in large cohorts. The proposed model segments lesions across different etiologies, scanner manufacturers, and heterogeneous image resolutions. SCIseg is open-source and accessible through the Spinal Cord Toolbox. Summary Automatic segmentation of the spinal cord and T2-weighted lesions in spinal cord injury on MRI scans across different treatment strategies, lesion etiologies, sites, scanner manufacturers, and heterogeneous image resolutions. Key Results An open-source, automatic method, SCIseg , was trained and evaluated on a dataset of 191 spinal cord injury patients from three sites for the segmentation of the spinal cord and T2-weighted lesions. SCIseg generalizes across traumatic and non-traumatic lesions, scanner manufacturers, and heterogeneous image resolutions, enabling the automatic extraction of lesion morphometrics in large multi-site cohorts. Quantitative MRI biomarkers, namely, lesion length and maximal axial damage ratio derived from the automatic predictions showed no statistically significant difference when compared with manual ground truth, implying reliability in SCIseg’s predictions.
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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 | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
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 ».