論文の概要: Successive Subspace Learning for Cardiac Disease Classification with
Two-phase Deformation Fields from Cine MRI
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2301.08959v1
- Date: Sat, 21 Jan 2023 15:00:59 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-24 15:30:17.891294
- Title: Successive Subspace Learning for Cardiac Disease Classification with
Two-phase Deformation Fields from Cine MRI
- Title(参考訳): 犬のMRIからの2相変形場を用いた心疾患分類のための逐次サブスペース学習
- Authors: Xiaofeng Liu, Fangxu Xing, Hanna K. Gaggin, C.-C. Jay Kuo, Georges El
Fakhri, Jonghye Woo
- Abstract要約: 本研究は,CVD分類のための軽量な逐次サブスペース学習フレームワークを提案する。
解釈可能なフィードフォワードデザインに基づいており、心房と組み合わせている。
3D CNNベースのアプローチと比較して、我々のフレームワークは140$times$より少ないパラメータで優れた分類性能を実現する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 36.044984400761535
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Cardiac cine magnetic resonance imaging (MRI) has been used to characterize
cardiovascular diseases (CVD), often providing a noninvasive phenotyping
tool.~While recently flourished deep learning based approaches using cine MRI
yield accurate characterization results, the performance is often degraded by
small training samples. In addition, many deep learning models are deemed a
``black box," for which models remain largely elusive in how models yield a
prediction and how reliable they are. To alleviate this, this work proposes a
lightweight successive subspace learning (SSL) framework for CVD
classification, based on an interpretable feedforward design, in conjunction
with a cardiac atlas. Specifically, our hierarchical SSL model is based on (i)
neighborhood voxel expansion, (ii) unsupervised subspace approximation, (iii)
supervised regression, and (iv) multi-level feature integration. In addition,
using two-phase 3D deformation fields, including end-diastolic and end-systolic
phases, derived between the atlas and individual subjects as input offers
objective means of assessing CVD, even with small training samples. We evaluate
our framework on the ACDC2017 database, comprising one healthy group and four
disease groups. Compared with 3D CNN-based approaches, our framework achieves
superior classification performance with 140$\times$ fewer parameters, which
supports its potential value in clinical use.
- Abstract(参考訳): 心臓血管MRIは、心臓血管疾患(CVD)の特徴付けに用いられ、しばしば非侵襲的な表現型ツールを提供する。
近年,シネMRIを用いた深層学習に基づくアプローチで精度の高い評価結果が得られたが,その性能は小さなトレーニングサンプルで劣化することが多かった。
さらに、多くのディープラーニングモデルが‘ブラックボックス’と見なされており、モデルがどのように予測を導き、どの程度信頼性があるかという点でモデルはほとんど理解できない。
そこで本研究では,心アトラスと連動して,解釈可能なフィードフォワード設計に基づくcvd分類のための軽量連続サブスペース学習(ssl)フレームワークを提案する。
具体的には、我々の階層型SSLモデルは、
(i)近隣のボクセル膨張
(ii)教師なし部分空間近似
(iii)回帰を監督し、
(iv)マルチレベル機能統合。
さらに、入力としてアトラスと個々の被験者の間で誘導される2相の3次元変形場を用いて、小さなトレーニングサンプルであってもCVDを評価する客観的手段を提供する。
1つの健康グループと4つの疾患グループからなるadcdc2017データベース上でフレームワークを評価した。
3D CNNベースのアプローチと比較して,本フレームワークは140$\times$少ないパラメータで優れた分類性能を達成し,臨床応用におけるその潜在的価値を裏付ける。
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