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Enregistrement W4403684294 · doi:10.1097/rlu.0000000000005526

Fully Automated Region-Specific Human-Perceptive-Equivalent Image Quality Assessment: Application to 18F-FDG PET Scans

2024· article· en· W4403684294 sur OpenAlexaff
Mehdi Amini, Yazdan Salimi, Ghasem Hajianfar, Ismini Mainta, Elsa Hervier, Amirhossein Sanaat, Arman Rahmim, Isaac Shiri, Habib Zaidi

Notice bibliographique

RevueClinical Nuclear Medicine · 2024
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueRadiomics and Machine Learning in Medical Imaging
Établissements canadiensUniversity of British Columbia
Organismes subventionnairesHôpitaux Universitaires de GenèveSchweizerischer Nationalfonds zur Förderung der Wissenschaftlichen ForschungNational Science Foundation
Mots-clésMedicineImage qualityArtificial intelligenceNuclear medicineQuality assuranceRadiologyPattern recognition (psychology)Computer scienceImage (mathematics)Pathology

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

INTRODUCTION: We propose a fully automated framework to conduct a region-wise image quality assessment (IQA) on whole-body 18 F-FDG PET scans. This framework (1) can be valuable in daily clinical image acquisition procedures to instantly recognize low-quality scans for potential rescanning and/or image reconstruction, and (2) can make a significant impact in dataset collection for the development of artificial intelligence-driven 18 F-FDG PET analysis models by rejecting low-quality images and those presenting with artifacts, toward building clean datasets. PATIENTS AND METHODS: Two experienced nuclear medicine physicians separately evaluated the quality of 174 18 F-FDG PET images from 87 patients, for each body region, based on a 5-point Likert scale. The body regisons included the following: (1) the head and neck, including the brain, (2) the chest, (3) the chest-abdomen interval (diaphragmatic region), (4) the abdomen, and (5) the pelvis. Intrareader and interreader reproducibility of the quality scores were calculated using 39 randomly selected scans from the dataset. Utilizing a binarized classification, images were dichotomized into low-quality versus high-quality for physician quality scores ≤3 versus >3, respectively. Inputting the 18 F-FDG PET/CT scans, our proposed fully automated framework applies 2 deep learning (DL) models on CT images to perform region identification and whole-body contour extraction (excluding extremities), then classifies PET regions as low and high quality. For classification, 2 mainstream artificial intelligence-driven approaches, including machine learning (ML) from radiomic features and DL, were investigated. All models were trained and evaluated on scores attributed by each physician, and the average of the scores reported. DL and radiomics-ML models were evaluated on the same test dataset. The performance evaluation was carried out on the same test dataset for radiomics-ML and DL models using the area under the curve, accuracy, sensitivity, and specificity and compared using the Delong test with P values <0.05 regarded as statistically significant. RESULTS: In the head and neck, chest, chest-abdomen interval, abdomen, and pelvis regions, the best models achieved area under the curve, accuracy, sensitivity, and specificity of [0.97, 0.95, 0.96, and 0.95], [0.85, 0.82, 0.87, and 0.76], [0.83, 0.76, 0.68, and 0.80], [0.73, 0.72, 0.64, and 0.77], and [0.72, 0.68, 0.70, and 0.67], respectively. In all regions, models revealed highest performance, when developed on the quality scores with higher intrareader reproducibility. Comparison of DL and radiomics-ML models did not show any statistically significant differences, though DL models showed overall improved trends. CONCLUSIONS: We developed a fully automated and human-perceptive equivalent model to conduct region-wise IQA over 18 F-FDG PET images. Our analysis emphasizes the necessity of developing separate models for body regions and performing data annotation based on multiple experts' consensus in IQA studies.

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 distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,003
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesMéta-épidémiologie (sens strict), Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)
Catégories consensuellesCharge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Sans objet · Signal consensuel: Sans objet
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,265
Score d'incertitude au seuil1,000

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0030,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,000
Bibliométrie0,0000,001
Études des sciences et des technologies0,0000,001
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,002
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,001

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.

Tête enseignante Opus0,081
Tête enseignante GPT0,484
Écart entre enseignants0,403 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; les deux têtes enseignantes s’accordent sur ce qui est montré ici.

Devis d'étudeSans objet
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations5
Publié2024
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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