Estimation of Segmental Longitudinal Strain in Transesophageal Echocardiography by Deep Learning
Notice bibliographique
Résumé
Segmental longitudinal strain (SLS) of the left ventricle (LV) is an important prognostic indicator for evaluating regional LV dysfunction, in particular for diagnosing and managing myocardial ischemia. Current techniques for strain estimation require significant manual intervention and expertise, limiting their efficiency and making them too resource-intensive for monitoring purposes. This study introduces the first automated pipeline, autoStrain, for SLS estimation in transesophageal echocardiography (TEE) using deep learning (DL) methods for motion estimation. We present a comparative analysis of two DL approaches: TeeFlow, based on the RAFT optical flow model for dense frame-to-frame predictions, and TeeTracker, based on the CoTracker point trajectory model for sparse long-sequence predictions. As ground truth motion data from real echocardiographic sequences are hardly accessible, we took advantage of a unique simulation pipeline (SIMUS) to generate a highly realistic synthetic TEE (synTEE) dataset of 80 patients with ground truth myocardial motion to train and evaluate both models. Our evaluation shows that TeeTracker outperforms TeeFlow in accuracy, achieving a mean distance error in motion estimation of 0.65 $\pm$ 0.20 mm on a synTEE test dataset. Clinical validation on 16 patients further demonstrated that SLS estimation with our autoStrain pipeline aligned with clinical references, achieving a mean difference (95% limits of agreement) of 1.09% (-8.90% to 11.09%). Incorporation of simulated ischemia in the synTEE data improved the accuracy of the models in quantifying abnormal deformation. Our findings indicate that integrating AI-driven motion estimation with TEE can significantly enhance the precision and efficiency of cardiac function assessment in clinical settings.
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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 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| 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 ».