A Label‐Efficient Framework for Automated Sinonasal CT Segmentation in Image‐Guided Surgery
Notice bibliographique
Résumé
OBJECTIVE: Segmentation, the partitioning of patient imaging into multiple, labeled segments, has several potential clinical benefits but when performed manually is tedious and resource intensive. Automated deep learning (DL)-based segmentation methods can streamline the process. The objective of this study was to evaluate a label-efficient DL pipeline that requires only a small number of annotated scans for semantic segmentation of sinonasal structures in CT scans. STUDY DESIGN: Retrospective cohort study. SETTING: Academic institution. METHODS: Forty CT scans were used in this study including 16 scans in which the nasal septum (NS), inferior turbinate (IT), maxillary sinus (MS), and optic nerve (ON) were manually annotated using an open-source software. A label-efficient DL framework was used to train jointly on a few manually labeled scans and the remaining unlabeled scans. Quantitative analysis was then performed to obtain the number of annotated scans needed to achieve submillimeter average surface distances (ASDs). RESULTS: Our findings reveal that merely four labeled scans are necessary to achieve median submillimeter ASDs for large sinonasal structures-NS (0.96 mm), IT (0.74 mm), and MS (0.43 mm), whereas eight scans are required for smaller structures-ON (0.80 mm). CONCLUSION: We have evaluated a label-efficient pipeline for segmentation of sinonasal structures. Empirical results demonstrate that automated DL methods can achieve submillimeter accuracy using a small number of labeled CT scans. Our pipeline has the potential to improve pre-operative planning workflows, robotic- and image-guidance navigation systems, computer-assisted diagnosis, and the construction of statistical shape models to quantify population variations. LEVEL OF EVIDENCE: N/A.
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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 | 0,003 | 0,005 |
| 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 | 0,002 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 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 ».