0% Complete
English
صفحه اصلی
/
سی و دومین کنفرانس ملی و دهمین کنفرانس بین المللی مهندسی زیست پزشکی ایران
Improving Generalization in MRI-Based Deep Learning Models for Total Knee Replacement Prediction
نویسندگان :
Ehsan Karami
1
Hamid Soltanian-Zadeh
2
1- School of Electrical and Computer Engineering, College of Engineering, University of Tehran Tehran, Iran
2- School of Electrical and Computer Engineering, College of Engineering, University of Tehran Tehran, Iran
کلمات کلیدی :
knee osteoarthritis،deep learning،medical image analysis،MRI،total knee replacement prediction،model generalization
چکیده :
Knee osteoarthritis (KOA) is a common joint disease that causes pain and mobility issues. While MRI-based deep learning models have demonstrated superior performance in predicting total knee replacement (TKR) and disease progression, their generalizability remains challenging, particularly when applied to imaging data from different sources. In this study, we show that replacing batch normalization with instance normalization, using data augmentation, and applying contrastive loss improves generalization. For training and evaluation, we used MRI data from the Osteoarthritis Initiative (OAI) database, considering sagittal fat-suppressed intermediate-weighted turbo spin-echo (FS-IW-TSE) images as the source domain and sagittal fat-suppressed three-dimensional (3D) dual-echo in steady state (DESS) images as the target domain. The results demonstrated a statistically significant improvement in classification metrics across both domains by replacing batch normalization with instance normalization in the baseline model, generating augmented input views using the Global Intensity Non-linear (GIN) augmentation method, and incorporating a supervised contrastive loss alongside the classification loss to align representations of samples with the same label. In the source domain, this approach achieved an accuracy of 74.12 ± 2.90, an F1 score of 74.57 ± 3.33, and a ROC AUC of 80.65 ± 2.83, outperforming the baseline model, which scored 71.29 ± 4.43, 69.76 ± 4.58, and 77.79 ± 4.66, respectively. In the target domain, the method achieved an accuracy of 70.04 ± 2.49, F1 score of 67.30 ± 3.57, and ROC AUC of 78.12 ± 1.97, compared to the baseline’s 52.87 ± 3.17, 18.98 ± 16.89, and 59.33 ± 6.20. The GIN method with contrastive loss performed better than all evaluated single-source domain generalization methods when using 3D instance normalization. Comparing GIN with and without contrastive loss (for both normalization types) showed that adding contrastive loss consistently led to better performance.
لیست مقالات
لیست مقالات بایگانی شده
نقش هوش مصنوعی در بهینهسازی فرآیندهای بازاریابی دیجیتال برای کسبوکارهای صنعتی
جواد قهرمان زاده
اینترنت اشیا:امنیت و کاربرد ها در پزشکی و صنعت
سجاد یوسفی - مریم پورنجف - مبینا رضایی
بررسی دیدگاه ها و سیر تاریخی پیرامون حسابداری دارایی های موروثی
فاطمه رفیعی - مهدی ناظمی اردکانی
Recent Advances and Open Challenges in Explainable AI for Deep Learning-based Recommender Systems
Narjes Badpar - Azita Shirazipour - Seyed Javad Mirabedini
تاثیر تجربه و شایستگی حسابرس بر اثربخشی حسابرسی با نقش میانجی گری توسعه حرفه ای حسابرسان
امین صفری - آرش درخشان مهر - مسعود احمدی منصورآباد
مدل های نوین بودجه ریزی عملیاتی و نقش آنها در بهبود عملکرد مالی بانک ها
بهارک یادگار جمشیدی - مبینا مولایی
Effects of laminectomy on active-passive spine loads: a musculoskeletal finite element modeling investigation
Aida Ahmadi - Navid Arjmand - Parisa Azimi
شبیه سازی افزایش نفوذ دارو در لوله مویرگی با غشا نفوذپذیر به کمک اثر نانوذرات مغناطیسی
پریماه سلیمی - هامون پورمیرزاآقا - منصور امیری دوگاهه - علی وظیفه دوست صالح - سیده سوده جهانی
تاثیر هوش مصنوعی بر مدیریت منابع انسانی در صنعت
بهارک یادگار جمشیدی - آرزو صدری - عطا سید بادامی
A Comparative Analysis of CNN Architectures for Histopathology Image Classification: Performance, Efficiency, and Adversarial Robustness
Moein Akbari Shahpar - Mohsen Akbari-Shahpar
بیشتر
ثمین همایش، سامانه مدیریت کنفرانس ها و جشنواره ها - نگارش 42.5.2