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Journal articles
Improved Estimation of Cardiac Function Parameters Using a Combination of Independent Automated Segmentation Results in Cardiovascular Magnetic Resonance Imaging
Jessica Lebenberg
1, 2, *
Alain Lalande
3
Patrick Clarysse
4
Irene Buvat
5
Christopher Casta
4
Alexandre Cochet
3
Constantin Constantinidès
1, 2
Jean Cousty
6
Alain de Cesare
1
Stéphanie Jehan-Besson
7
Muriel Lefort
1
Laurent Najman
6
Elodie Roullot
2
Laurent Sarry
8
Christophe Tilmant
9
Frouin Frederique
5
Mireille Garreau
10
*
Corresponding author
4
MOTIVATE - Imagerie et modélisation Vasculaires, Thoraciques et Cérébrales
CREATIS - Centre de Recherche en Acquisition et Traitement de l'Image pour la Santé : 139739
7
Equipe Image - Laboratoire GREYC - UMR6072
GREYC - Groupe de Recherche en Informatique, Image, Automatique et Instrumentation de Caen
Jessica Lebenberg 1, 2
Correspondent author
Alain Lalande 3
Author IdHAL : alain-lalande ORCID : https://orcid.org/0000-0002-7970-366X
Patrick Clarysse 4
Author IdHAL : patrick-clarysse ResearcherId : http://www.researcherid.com/rid/G-6371-2014 ORCID : https://orcid.org/0000-0002-5495-7655
Irene Buvat 5
Author
Christopher Casta 4
Author
Alexandre Cochet 3
Author
Constantin Constantinidès 1, 2
Author
Jean Cousty 6
Author
Alain de Cesare 1
Author
Stéphanie Jehan-Besson 7
Author
Muriel Lefort 1
Author
Laurent Najman 6
Author IdHAL : laurent-najman arXiv : https://arxiv.org/a/lnajman ORCID : https://orcid.org/0000-0002-6190-0235
Elodie Roullot 2
Author
Laurent Sarry 8
Author IdHAL : laurent-sarry ORCID : https://orcid.org/0000-0002-2237-0497
Christophe Tilmant 9
Author
Frouin Frederique 5
Author IdHAL : frederique-frouin ResearcherId : http://www.researcherid.com/rid/N-7709-2015 ORCID : https://orcid.org/0000-0002-7288-1543
Mireille Garreau 10
Author
1
LIB - Laboratoire d'Imagerie Biomédicale (15 rue de l'école de Médecine - Bâtiment A/3ème étage - 75006 Paris - France)
- CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique : UMR7371 (France)
- INSERM - Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale : U1146 (101, rue de Tolbiac, 75013 Paris - France)
- UPMC - Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 : UM117 (4 place Jussieu - 75005 Paris - France)
2
ESME Sudria - École spéciale de mécanique et d'électricité (38 Rue Molière, 94200 Ivry-sur-Seine - France)
3
Le2i - Laboratoire Electronique, Informatique et Image [UMR6306] (Université de Bourgogne - Laboratoire Le2i - UFR Sciences et Techniques - BP 47870 - 21078 DIJON CEDEX - France)
- UB - Université de Bourgogne (Maison de l'université - Esplanade Érasme - BP 27877 - 21078 Dijon cedex - France)
- ENSAM - École Nationale Supérieure d'Arts et Métiers (France)
- Arts et Métiers Sciences et Technologies (151 boulevard de l'Hôpital 75013 Paris - France)
- HESAM - HESAM Université (15, rue Soufflot 75005 Paris - France)
- Arts et Métiers Sciences et Technologies (151 boulevard de l'Hôpital 75013 Paris - France)
- AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement (26 Boulevard du Dr Petitjean - BP 87999 - 21079 Dijon cedex - France)
- CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique : UMR6306 (France)
4
MOTIVATE - Imagerie et modélisation Vasculaires, Thoraciques et Cérébrales (France)
- CREATIS - Centre de Recherche en Acquisition et Traitement de l'Image pour la Santé : 139739 (7 avenue Jean Capelle, Bat Blaise Pascal, 69621 Villeurbanne Cedex - France)
- UJM - Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (10 rue Tréfilerie - 42100 Saint-Étienne - France)
- HCL - Hospices Civils de Lyon (3 Quai des Célestins 69002 Lyon - France)
- INSA Lyon - Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (20 Avenue Albert Einstein,
69621 Villeurbanne cedex - France)
- Université de Lyon (92 rue Pasteur - CS 30122, 69361 Lyon Cedex 07 - France)
- INSA - Institut National des Sciences Appliquées (France)
- UCBL - Université Claude Bernard Lyon 1 (43, boulevard du 11 novembre 1918, 69622 Villeurbanne cedex - France)
- Université de Lyon (92 rue Pasteur - CS 30122, 69361 Lyon Cedex 07 - France)
- CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique : UMR5220 (France)
- INSERM - Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale : U1206 (101, rue de Tolbiac, 75013 Paris - France)
5
Unité d'imagerie moléculaire in vivo (France)
- CEA - Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (Centre de Saclay Centre de Grenoble Centre de Cadarache etc - France)
6
ligm - Laboratoire d'Informatique Gaspard-Monge (Université de Paris-Est Marne-la-Vallée, Cité Descartes, Bâtiment Copernic, 5 bd Descartes, 77454 Marne-la-Vallée Cedex 2 - France)
- CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique : UMR8049 (France)
- Fédération de Recherche Bézout (France)
- ESIEE Paris (2 boulevard Blaise Pascal Cité Descartes BP 99 93162 Noisy-le-Grand Cedex - France)
- ENPC - École des Ponts ParisTech (École des Ponts ParisTech 6-8 avenue Blaise-Pascal Cité Descartes 77455 Champs-sur-Marne Marne-la-Vallée cedex 2 - France)
- UPEM - Université Paris-Est Marne-la-Vallée (5 boulevard Descartes - Champs-sur-Marne - 77454 Marne-la-Vallée Cedex 2 - France)
7
Equipe Image - Laboratoire GREYC - UMR6072 (France)
- GREYC - Groupe de Recherche en Informatique, Image, Automatique et Instrumentation de Caen (Boulevard du Maréchal Juin - 14050 CAEN Cedex - France)
- UNICAEN - Université de Caen Normandie (Esplanade de la Paix - CS 14032 - 14032 CAEN Cedex 5 - France)
- NU - Normandie Université (Esplanade de la Paix - CS 14032 - 14032 Caen Cedex 5 - France)
- ENSICAEN - École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (6, Boulevard du Maréchal Juin CS 45053 14050 CAEN cedex 04 - France)
- NU - Normandie Université (Esplanade de la Paix - CS 14032 - 14032 Caen Cedex 5 - France)
- CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique : UMR6072 (France)
- UNICAEN - Université de Caen Normandie (Esplanade de la Paix - CS 14032 - 14032 CAEN Cedex 5 - France)
8
ISIT - Image Science for Interventional Techniques (Facultés de Médecine-Pharmacie Batiment Principal 5e étage R2 & Batiment 3C 2e étage 28, Place Henri-Dunant 63001 Clermont-Ferrand - France)
- UdA - Université d'Auvergne - Clermont-Ferrand I : UMR6284 (49, Boulevard François-Mitterrand / CS 60032 / 63001 Clermont-Ferrand Cedex 1 - France)
- Clermont Université (France)
- CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique : UMR6284 (France)
9
IP - Institut Pascal (24 avenue des Landais / 63171 Aubiere Cedex - France)
- UBP - Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand 2 : UMR6602 (34, avenue Carnot - BP 185 / 63006 Clermont-Ferrand cedex - France)
- Sigma CLERMONT - Sigma CLERMONT (Sigma CLERMONT Campus des Cézeaux CS 20265 63178 Aubière Cedex - France)
- CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique : UMR6602 (France)
10
LTSI - Laboratoire Traitement du Signal et de l'Image (Campus Universitaire de Beaulieu - Bât 22 - 35042 Rennes - France)
- UR1 - Université de Rennes 1 (2 rue du Thabor - CS 46510 - 35065 Rennes cedex - France)
- UNIV-RENNES - Université de Rennes (France)
- INSERM - Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale : U1099 (101, rue de Tolbiac, 75013 Paris - France)
Abstract : This work aimed at combining different segmentation approaches to produce a robust and accurate segmentation result. Three to five segmentation results of the left ventricle were combined using the STAPLE algorithm and the reliability of the resulting segmentation was evaluated in comparison with the result of each individual segmentation method. This comparison was performed using a supervised approach based on a reference method. Then, we used an unsupervised statistical evaluation, the extended Regression Without Truth (eRWT) that ranks different methods according to their accuracy in estimating a specific bio-marker in a population. The segmentation accuracy was evaluated by estimating six cardiac function parameters resulting from the left ventricle contour delineation using a public cardiac cine MRI database. Eight different segmentation methods, including three expert delineations and five automated methods, were considered, and sixteen combinations of the automated methods using STAPLE were investigated. The supervised and unsupervised evaluations demonstrated that in most cases, STAPLE results provided better estimates than individual automated segmentation methods. Overall, combining differentautomated segmentation methods improved the reliability of the segmentation result compared to that obtained using an individual method and could achieve the accuracy of an expert.
Document type :
Journal articles
Domain :
Complete list of metadatas
https://hal.sorbonne-universite.fr/hal-01235953
Contributor : Gestionnaire Hal-Upmc <>
Submitted on : Tuesday, December 1, 2015 - 9:32:28 AM
Last modification on : Thursday, August 20, 2020 - 12:52:02 PM
Long-term archiving on: : Friday, April 28, 2017 - 11:29:07 PM
Contributor : Gestionnaire Hal-Upmc <>
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Long-term archiving on: : Friday, April 28, 2017 - 11:29:07 PM
File
journal.pone.0135715.pdf
Publication funded by an institution
Licence
Distributed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License
Identifiers
- HAL Id : hal-01235953, version 1
- DOI : 10.1371/journal.pone.0135715
- PUBMED : 26287691
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Citation
Jessica Lebenberg, Alain Lalande, Patrick Clarysse, Irene Buvat, Christopher Casta, et al.. Improved Estimation of Cardiac Function Parameters Using a Combination of Independent Automated Segmentation Results in Cardiovascular Magnetic Resonance Imaging. PLoS ONE, Public Library of Science, 2015, 10 (8), pp.e0135715. ⟨10.1371/journal.pone.0135715⟩. ⟨hal-01235953⟩
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