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Enregistrement W4414951670 · doi:10.1038/s41598-025-19121-4

A hybrid approach for enhancing pseudo-labeling in medical images through pseudo-label refinement

2025· article· en· W4414951670 sur OpenAlexafffund
Behnam Rahmati, Shahram Shirani, Zahra Keshavarz‐Motamed

Notice bibliographique

RevueScientific Reports · 2025
Typearticle
Langueen
DomaineComputer Science
ThématiqueMedical Image Segmentation Techniques
Établissements canadiensMcMaster University
Organismes subventionnairesNatural Sciences and Engineering Research Council of Canada
Mots-clésSegmentationRobustness (evolution)Deep learningImage segmentationPruningMedical imagingPattern recognition (psychology)

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Segmentation of medical images is critical for the evaluation, diagnosis, and treatment of various medical conditions. While deep learning-based approaches are the dominant methodology, they rely heavily on abundant labeled data and face significant challenges when data is limited. Semi-supervised learning methods mitigate this issue but there are still some challenges associated with them. Additionally, these approaches can be improved specifically for medical images considering their unique properties (e.g., smooth boundaries). In this work, we adapt and enhance the well-established pseudo-labeling approach specifically for medical image segmentation. Our exploration consists of modifying the network's loss function, pruning the pseudo-labels, and refining pseudo-labels by integrating traditional image processing methods with semi-supervised learning. This integration enables traditional segmentation techniques to complement deep semi-supervised methods, particularly in capturing fine edges where deep models often struggle. It also incorporates the smoothness of the edges in the segmentation and achieves a balance between deep learning and traditional methods through tunable parameters. Moreover, to address the problem of noisy or unreliable pseudo-labels, we utilize uncertainty-based pixel-level and image-level pruning of the pseudo-labels using a specific loss function, thereby improving the accuracy and robustness of the segmentation. We evaluated our approach on three different datasets from two imaging modalities (CT and MRI) and demonstrated its superior performance, highlighting its accuracy and robustness in the presence of limited labeled data. With only 15% of the labeled data, on the Sunnybrook Cardiac dataset, our approaches increased endocardium segmentation accuracy from 82.1% to 87.5%, and epicardium segmentation from 82.5% to 86.7%. On the COVID-19 CT lung and infection segmentation dataset, our approach improved left lung segmentation accuracy from 72.5% to 79.3%, and right lung segmentation from 75.8% to 81.6% when using only 15% of labeled data. On the Automated Cardiac Diagnostic Challenge dataset, with just 10% of labeled data, our approach increased endocardium segmentation from 91% to 93.7%, myocardium from 69.8% to 74.5%, and right ventricle from 76.7% to 82.1%. Our codes will be published in https://github.com/behnam-rahmati .

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)0,006
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,002
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Méthodes · Signal consensuel: Méthodes
Score de désaccord entre enseignants0,558
Score d'incertitude au seuil0,886

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0060,002
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

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.

Tête enseignante Opus0,022
Tête enseignante GPT0,323
Écart entre enseignants0,301 · 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; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreMéthodes

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

En bref

Citations4
Publié2025
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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