0% Complete
فارسی
Home
/
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
Authors :
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
Keywords :
knee osteoarthritis،deep learning،medical image analysis،MRI،total knee replacement prediction،model generalization
Abstract :
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.
Papers List
List of archived papers
نقش حسابداری مدیریت در استراتژی فرهنگ سازمانی و مالیاتی
علی نمازیان - حمیدرضا فیروزآبادی
مروری بر روشهای شناسایی و تشخیص غیرمستقیم لیتولوژی سازند با تاکید بر روشهای هوش مصنوعی
نگین فروزان - خالد معروفی - سید شهاب طباطباییمرادی
Effect of Aimlabs Software on Sustained Attention, Reaction Time, and Hand-Eye Coordination in Stroke Patients: A Preliminary Study
SEYEDALI BAGHERZADEH - Leyla Rastgar-Farajzadeh
ارزیابی ریسک ملی و فراملی ( ریسک غیر مالی) (مطالعه موردی درکرواسی)
شبنم بالازاده قره باغی - فرهاد خداکرمی - امیرحسین باقری - مهتاب رنجبران
بررسی عوامل موثر و پیامدهای افشاگری تقلب در میان شاغلین حسابداری
زهره عارف منش - زهرا سادات خاشعی
بهبود امنیت شبکههای رایانش ابری مبتنی بر معماری OpenFlow با استفاده از SVM
سویل قنبرزاده چاوشی
پذیرش فناوری هوش مصنوعی در بین کارکنان واحدهای مالی و حسابداری در صنعت خدمات اشتراکی
زهرا اسمی - معصومه جعفری - فرهاد جباری متین
Gravity-Directed Growth of ZnO Nanorods: Morphological Control via Chemical Bath Deposition
Masoud Ghashami - Melisa Daryayi - Mohammad Abdolahad
یشبینی فرار مالیاتی مؤدیان حقوقی با تاکید بر مولفههای اقتصادی، مؤدیان و حسابرسان مالیاتی؛ با تکیه بر هوش مصنوعی
حسین بوذری
بررسی و تحلیل عملکرد در زمینه توازن بار ترافیکی برای رایانش ابری
فروزان هاشمی - غلامرضا احمدی
more
Samin Hamayesh - Version 42.4.1