Architecture Analysis and Benchmarking of 3D U-Shaped Deep Learning Models for Thoracic Anatomical Segmentation
Notice bibliographique
Résumé
Recent rising interests in patient-specific thoracic surgical planning and simulation require efficient and robust creation of digital anatomical models from automatic medical image segmentation algorithms. Deep learning (DL) is now state-of-the-art in various radiological tasks, and U-shaped DL models have particularly excelled in medical image segmentation since the inception of the 2D UNet. To date, many variants of U-shaped models have been proposed by the integration of different attention mechanisms and network configurations. Systematic benchmark studies which analyze the architecture of these models by leveraging the recent development of the multi-label databases, can provide valuable insights for clinical deployment and future model designs, but such studies are still rare. We conduct the first systematic benchmark study for variants of 3D U-shaped models (3DUNet, STUNet, AttentionUNet, SwinUNETR, FocalSegNet, and a novel 3D SwinUnet with four variants) with a focus on CT-based anatomical segmentation for thoracic surgery. Our study systematically examines the impact of different attention mechanisms, the number of resolution stages, and network configurations on segmentation accuracy and computational complexity. To allow cross-reference with other recent benchmarking studies, we also included a performance assessment of the BTCV abdominal structural segmentation. With the STUNet ranking at the top, our study demonstrated the value of CNN-based U-shaped models for the investigated tasks and the benefit of residual blocks in network configuration designs to boost segmentation performance. The code and trained model weights from the study can be found at <uri xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">https://github.com/HealthX-Lab/DeepSegThoracic</uri>.
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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 | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 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 ».