Automatic deep learning segmentation of the hippocampus on high‐resolution diffusion magnetic resonance imaging and its application to the healthy lifespan
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Diffusion tensor imaging (DTI) can provide unique contrast and insight into microstructural changes with age or disease of the hippocampus, although it is difficult to measure the hippocampus because of its comparatively small size, location, and shape. This has been markedly improved by the advent of a clinically feasible 1‐mm isotropic resolution 6‐min DTI protocol at 3 T of the hippocampus with limited brain coverage of 20 axial‐oblique slices aligned along its long axis. However, manual segmentation is too laborious for large population studies, and it cannot be automatically segmented directly on the diffusion images using traditional T1 or T2 image‐based methods because of the limited brain coverage and different contrast. An automatic method is proposed here that segments the hippocampus directly on high‐resolution diffusion images based on an extension of well‐known deep learning architectures like UNet and UNet++ by including additional dense residual connections. The method was trained on 100 healthy participants with previously performed manual segmentation on the 1‐mm DTI, then evaluated on typical healthy participants (n = 53), yielding an excellent voxel overlap with a Dice score of ~ 0.90 with manual segmentation; notably, this was comparable with the inter‐rater reliability of manually delineating the hippocampus on diffusion magnetic resonance imaging (MRI) (Dice score of 0.86). This method also generalized to a different DTI protocol with 36% fewer acquisitions. It was further validated by showing similar age trajectories of volumes, fractional anisotropy, and mean diffusivity from manual segmentations in one cohort (n = 153, age 5–74 years) with automatic segmentations from a second cohort without manual segmentations (n = 354, age 5–90 years). Automated high‐resolution diffusion MRI segmentation of the hippocampus will facilitate large cohort analyses and, in future research, needs to be evaluated on patient groups.
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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 | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| 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 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 ».