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
تأثیر تجزیه و تحلیل ارقام صورتهای مالی بر تصمیمگیری مدیریتی در افزایش و کاهش قیمت سهام
علی نمازیان - سمیه کهنوجی
هوش مصنوعی و آینده بشریت با رویکرد مالی و اقتصادی
مهدی زینالی - شبنم بالازاده قره باغی - مهدیه نامی بسیط
Multi-View 2.5D Attention U-Net with 3D Fusion for Efficient Stroke Lesion Segmentation from T1-Weighted MRI
Fatemeh Salahshourinejad - Kamran Kazemi - Negar Noorizadeh - Mohammad Sadegh Helfroush - Ardalan Aarabi
جایگاه هوش مصنوعی در آینده اقتصاد ایران
سید کمال صادقی - فاطمه نمازی - هانیه پور مهدی
تاثیر هوش مصنوعی بر تغییرات سیاست های مالی: چالش ها و فرصت ها
بهارک یادگار جمشیدی - جمال سبک دستی - زینب رضائی - امین مقتدری
بررسی تأثیر هوش مصنوعی فازی بر رضایت مشتریان خدمات گردشگری سلامت
حسام رضایی - متین رحیمی مرام - مریم مصلح
تخصیص منابع مبتنی بر اجماع ترکیبی برای سیستمهای توزیعشده مقیاسپذیر و تحملپذیر خطا در بستر اینترنت اشیا
سالار ذوالفقاری - امین بابازاده سنگر
مروری برنقش اخلاق در حسابداری و مسئولیت اجتماعی شرکتها
حیدر محمدزاده سالطه - سولماز پورسعدی
بررسی تأثیر کیفیت حسابرسی بر قدرت پیشبینی اطلاعات حسابداری باتوجه به نقش تعدیلگر بحران کمآبی
زهره حاجیها - النا خان لاریان
بررسی تأثیر ریسک اطلاعات مالی و بندهای تعدیلی حسابرسی بر وجوه هیئتمدیره مشترک در شرکتهای پذیرفته شده در بورس اوراق بهادار تهران
حمیدرضا عزیزی - عرفان تخستین حلم
بیشتر
ثمین همایش، سامانه مدیریت کنفرانس ها و جشنواره ها - نگارش 43.3.0