latex

مُلَخَّصُ

تَجْمِيعِ التَوْقِيعات لَتَقْطِيع الصُوَرِ الطِبِّيَّةِ هُوَ مُهِمَّةً تَسْتَغْرِق وَقْتاً طَوِيلاً وَتَتَطَلَّب خِبْرَةِ فِي المَجالِ، مِمّا يُؤَدِّي إِلَى نَماذِجَ تَعْلَم عَمِيقٍ (Deep Learning, DL) مُرَكَّزَةً بِشَكْلٍ ضِيقِ وَذاتِ فائِدَةٍ تَرْجُمِيهِ مَحْدُودَةٍ. مُؤَخَّراً، قَد ثَوْرَةِ النَماذِجِ الأَساسِيَّةِ مِثْلَ نَمُوذَجَ Segment Anything Model (SAM) فِي التَقْطِيع الدَلالِيّ بِقابِلَيْهِ تَعْمِيمِ اِسْتِثْنائِيَّةً دُونِ تَدَخُّلٍ مُسْبَقٍ عَبْرَ مُخْتَلِفِ المَجالاتِ، بِما فِي ذٰلِكَ التَصْوِيرِ الطِبِّيُّ، وَتُعَدّ بِتَبْسِيطٍ عَمَلِيَّةِ التَوْقِيعِ. وَمَعَ ذٰلِكَ، لَم يَتِمّ تَقْيِيمِ SAM بُعْدَ فِي بِيئَةُ تَجْمِيعِ الجُمْهُورِ لِتَجْمِيعِ التَوْقِيعات لِتَدْرِيبِ نَماذِجَ تَقْطِيع 3D DL. فِي هٰذا العَمَلِ، نَسْتَكْشِف إِمْكانِيّات SAM لِتَجْمِيعِ التَوْقِيعات “المُتَفَرِّقَة” مِن غَيْرِ الخُبَراءِ لَتَوْلِيد أَقْنَعَهُ تَقْطِيع “كَثِيفَةٌ” لِتَدْرِيبِ نَماذِجَ 3D nnU-Net، نَمُوذَجَ تَقْطِيع تَعْلَم عَمِيقٍ حَدِيثٍ الطِرازِ. تُشِير نَتائِجنا إِلَى أَنَّ التَوْقِيعات المُوَلِّدَة بِواسِطَةِ SAM تُظْهِر دَرَجاتٍ Dice مُتَوَسِّطَةِ عالِيَةٍ مُقارَنَةً بِالتَوْقِيعات الأَصْلِيَّةِ، وَلٰكِن نَماذِجَ nnU-Net المُدَرِّبَة عَلَى التَوْقِيعات المُوَلِّدَة بِواسِطَةِ SAM تُؤَدِّي أَداءِ أَسْوَأ بِشَكْلٍ مَلْحُوظٍ مِن نَماذِجَ nnU-Net المُدَرِّبَة عَلَى التَوْقِيعات الأَصْلِيَّةِ (\(p<0.001\), جَمِيعُها).

المُقَدَّمَةِ

تُعْتَبَر تَقْسِيمِ الصُوَرِ الطِبِّيَّةِ مِن أَهَمَّ المَهامّ فِي دَعْمِ اِتِّخاذِ القَراراتِ السريريه بِمُساعَدَةِ الحاسُوب، حَيْثُ تُشَكِّل الأَساسِ لِلعَدِيد مِن التَطْبِيقات اللاحِقَةِ بَدْءاً مِن التَشْخِيصَ وَحَتَّى التَخْطِيطِ لِلعِلاجِ وَتَقْيِيم الاِسْتِجابَةُ. وَمَعَ ذٰلِكَ، يَتَطَلَّب تَطْوِيرِ نَماذِجَ تَقْسِيمِ الصُوَرِ الطِبِّيَّةِ خَبِيرا فِي المَجالِ (مِثْلَ أَخِصّائِي الأَشِعَّة) لِتَوْفِيرِ تَعْلِيقاتِ يَدَوِيَّةً لِمُخْتَلَفِ الأَجْسام المُهِمَّةِ عَبْرَ مَجْمُوعَةِ بَياناتٍ تَدْرِيبِ تَتَكَوَّن مِن مِئاتِ المَرْضَى، مِمّا يَجْعَلها مُهِمَّةً شاقَّةً وَتَسْتَغْرِق وَقْتاً طَوِيلاً (diaz2022monai, sebro2023totalsegmentator, wasserthal2023totalsegmentator). نَتِيجَةَ لِذٰلِكَ، فَإِنَّ مُعْظَمَ مَجْمُوعاتٍ البَياناتِ وَنَماذِجِ التَقْسِيم الَّتِي تَمَّ تَطْوِيرها فِي الأَدَبِيّاتِ السابِقَةِ تُرَكِّز “بِشَكْلٍ ضِيقِ” فَقَط عَلَى المُهِمَّةِ المَطْلُوبَةِ، مِمّا يُقَلِّل مِن فائِدَتُها السريريه الترجميه.

لِمُواجَهَةِ هٰذا التَحَدِّي، تَمَّ اِقْتِراحِ العَدِيدَ مِن النَهْجِ المُخْتَلِفَةِ فِي السَنَواتِ الأَخِيرَةِ حَيْثُ يُمْكِن لِلمُسْتَخْدَمِينَ اِسْتِخْدامِ تَعْلِيقاتِ “مُتَفَرِّقَةٌ” تَسْتَغْرِق وَقْتاً أَقَلَّ، مِثْلَ الخربشات وَمُرَبَّعات الحُدُودِ، لِتحفيز نَمُوذَجَ تَعْلَم عَمِيقٍ (DL) مُدَرِّبُ مُسْبَقاً لِإِنْشاءِ تَعْلِيقاتِ “كَثِيفَةٌ” مِثْلَ أَقْنَعَهُ الحُدُودِ التَفْصِيلِيَّةِ (diaz2022monai, ronneberger2015u, huang2018weakly). عَلَى الرَغْمِ مِن أَنَّ هٰذِهِ النَهْجِ قَد أَظْهَرَت تَقْلِيلاً كَبِيراً فِي وَقْتٍ التَعْلِيقَ لِكُلِّ جِسْمَ، إِلّا أَنَّها تَتَطَلَّب مِن الخَبِيرُ لَيِسَ فَقَط إِنْشاءِ هٰذِهِ التَعْلِيقاتِ بِشَكْلٍ تَفاعُلَيَّ، وَلٰكِن أَيْضاً تَحْسِينِها وَالتَحَقُّقِ مِنها (diaz2022monai). لِذٰلِكَ، هُناكَ حاجَةٍ حَرِجَةً لَخَطّ أَنابِيبِ تَنْقِيح البَياناتِ لِتَقْسِيمِ الصُوَرِ الطِبِّيَّةِ الَّتِي مِن شَأْنِها أَنَّ تَسْمَح لِغَيْرِ الخُبَراءِ بِتَعْلِيقِ مَجْمُوعاتٍ البَياناتِ بِتَعْلِيقاتٍ مُتَفَرِّقَةٌ دُونِ الحاجَةِ إِلَى خَبِيرٌ فِي الحَلْقَةِ.

مُؤَخَّراً، تَقُوم نَماذِجَ الأَساسِ الكَبِيرَةِ لِلتَعَلُّمِ العَمِيقِ المُدَرِّبَة بِطَرِيقَةٍ الإِشْرافِ الذاتِيِّ عَلَى مَجْمُوعاتٍ بَياناتٍ واسِعَةً النِطاقِ بِحَجْمِ مِلْيارِ عَيِّنَةً بِثَوْرَةِ فِي مَجالِ الرُؤْيَةِ الحاسُوبِيَّة بِفَضْلِ قابِلِيَّتها العامَّةِ القَوِيَّةِ دُونِ الحاجَةِ إِلَى التَحْسِين (kirillov2023segment, ma2024segment, butoi2023universeg). هٰذا يَعْنِي أَنَّها لا تَحْتاج إِلَى تَحْسِينِ لَمَهامّ التَصْوِيرِ الطِبِّيُّ وَيُمْكِن تَشْغِيلِها مُباشَرَةً “خارِجَ الصُنْدُوقِ”. نَمُوذَجَ تَقْسِيمِ أَيّ شَيْء (SAM) هُوَ أَحَدُ هٰذِهِ النَماذِجِ الأَساسِيَّةِ الشَهِيرَةِ وَمَفْتُوحه المَصْدَرُ المَبْنِيَّةُ عَلَى مُحَوِّلات الرُؤْيَةِ (ViTs) مَعَ القُدْرَةِ عَلَى التَقْسِيم الدَلالِيّ بِدُونِ تَحْسِينِ (kirillov2023segment, dosovitskiy2020image). يَعْمَل SAM مِن خِلالَ تحفيز الصُوَرِ تَفاعُلِيّا بِتَعْلِيقاتٍ مُتَفَرِّقَةٌ، مِثْلَ النِقاطِ أَو مُرَبَّعاتٍ الحُدُودِ، لَتَوْلِيد أَقْنَعَهُ التَقْسِيم.

أَشارَت الأَدَبِيّاتِ الحَدِيثَةِ إِلَى أَنَّ SAM يَحْمِل الكَثِيرَ مِن الوُعُودِ لِتَعْلِيقِ مَجْمُوعاتٍ البَياناتِ الطِبِّيَّةِ بِاِسْتِخْدامِ تَعْلِيقاتِ مُتَفَرِّقَةٌ (cheng2023sam, bui2023sam3d, quan2024slide, deng2023sam, mazurowski2023segment, ma2024segment). وَمَعَ ذٰلِكَ، فَإِنَّ النَهْجِ الحالِيَّةِ مَحْدُودَةٍ بِتَقْيِيم SAM فِي إِعْدادات مُحاكاةَ بَدَلاً مِن إِعْدادِ واقِعِيٌّ مَصْدَرٌ مِن الجُمْهُورِ وَلَم تُقِيم بُعْدَ فَعّالِيَّةِ التَعْلِيقاتِ الَّتِي أَنْشَآها SAM لِتَدْرِيبِ نَماذِجَ التَقْسِيم لِلتَعَلُّمِ العَمِيقِ ثُلاثِيّ الأَبْعاد. الغَرَضِ مِن هٰذِهِ الدِراسَةُ هُوَ 1) تَقْيِيمِ SAM لِجَمْعِ التَعْلِيقاتِ لَمَجْمُوعات البَياناتِ الطِبِّيَّةِ مِن المُعَلِّقِينَ غَيْرِ الخُبَراءِ، وَ 2) التَحْقِيقِ فِي إِمْكانِيَّةَ اِسْتِخْدامِ التَعْلِيقاتِ الَّتِي أَنْشَآها SAM لِتَدْرِيبِ نَماذِجَ التَقْسِيم لِلتَعَلُّمِ العَمِيقِ ثُلاثِيّ الأَبْعاد.

الطُرُقِ

هٰذِهِ الدِراسَةُ الاسترجاعيه اُسْتُخْدِمَت مَجْمُوعاتٍ بَياناتٍ مُتاحَةٍ لِلعُمُومِ وَقَد تَمَّ الاِعْتِرافِ بِها مِن قِبَلَ لَجْنَةِ المُراجَعَةِ المُؤَسَّسِيَّةِ لَدَينا كَبَحْث لا يَشْمَل الأَشْخاصِ. يُمْكِن الوُصُولِ إِلَى الكود البَرْمَجِيّ عَبْرَ: https://github.com/UM2ii/SAM_DataAnnotation

نَمُوذَجَ تَقْسِيمِ أَيّ شَيْء

نَمُوذَجَ تَقْسِيمِ أَيّ شَيْء هُوَ نَمُوذَجَ أَساسِيٌّ لِرُؤْيَةِ الحاسُوب لِلتَقْسِيم الدَلالِيّ يَعْتَمِد عَلَى (ViTs) (kirillov2023segment, dosovitskiy2020image). يَتَأَلَّف مِن مِشْفَر صُور يَسْتَخْرِج الخَصائِص مِن الصُورَةِ لِإِنْشاءِ التَضْمِينات، وَمِشْفَر تلميحات يُنْشِئ التَضْمِينات مِن التَعْلِيقاتِ “المُتَفَرِّقَة” (مِثْلَ النِقاطِ، صَنادِيقِ التَحْدِيدِ)، وَمِفَكّكَ قِناع يَسْتَخْدِم تَضْمِينات الصُورَةِ والتلميحات لَتَوْلِيد أَقْنَعَهُ تَقْسِيمِ “كَثِيفَةٌ” لِلأَشْياء ذاتِ الاِهْتِمامِ فِي الصُورَةِ. يَتِمّ تَدْرِيبِ نَمُوذَجَ تَقْسِيمِ أَيّ شَيْء عَلَى مَجْمُوعَةِ بَياناتٍ واسِعَةً النِطاقِ تَتَأَلَّف مِن أَكْثَرَ مِن 11 مِلْيُونِ صُورَةِ مَعَ أَكْثَرَ مِن 1 مِلْيارِ قِناع تَقْسِيمِ. هٰذا يُمْكِن نَمُوذَجَ تَقْسِيمِ أَيّ شَيْء مِن تَحْقِيقِ قابِلِيَّةِ تَعْمِيمِ اِسْتِثْنائِيَّةً بِدُونِ أُمَثِّله وَبِأَمْثِلَة قَلِيلَةٍ لَمَهامّ التَقْسِيم الدَلالِيّ عَبْرَ مُخْتَلِفِ المَجالاتِ، بِما فِي ذٰلِكَ التَصْوِيرِ الطِبِّيُّ (cheng2023sam, bui2023sam3d, deng2023sam, mazurowski2023segment, ma2024segment).

مَجْمُوعاتٍ البَياناتِ

مُسابَقَةِ الفَصْلِ الطِبِّيُّ (MSD) هِيَ مَجْمُوعَةِ مِن (10) مَجْمُوعاتٍ بَياناتٍ مِعْيارَيْهِ لِلفَصْلِ تُغَطِّي أَجْزاءِ مُخْتَلِفَةٍ مِن الجِسْمِ وَالأَسالِيب (antonelli2022medical). فِي دِراسَتنا، اُسْتُخْدِمْنا مَجْمُوعَتَيْنِ مِن البَياناتِ: 1) مَجْمُوعَةِ بَياناتٍ كَبُدّ MSD الَّتِي تَتَكَوَّن مِن \(n=201\) مَسْحٍ طَبَقِيٍّ محوسب لِلبَطْن بِمَرْحَلَةٍ تَبايُنٍ الوَرِيد أَلْبابِي، مِنها \(n=131\) (65%) تَحْتَوِي عَلَى تَوْضِيحاتٍ لِلكَبِد وَأَوْرام الكَبِدِ. تَمَّ التَخَلُّصِ مِن جَمِيعِ تَوْضِيحاتٍ أَوْرام الكَبِدِ. 2) مَجْمُوعَةِ بَياناتٍ الطُحال MSD الَّتِي تَتَكَوَّن مِن \(n=61\) مَسْحٍ طَبَقِيٍّ محوسب لِلبَطْن بِمَرْحَلَةٍ تَبايُنٍ الوَرِيد أَلْبابِي، مِنها \(n=41\) (67%) تَحْتَوِي عَلَى تَوْضِيحاتٍ لِلطُحال. مَجْمُوعَةِ بَياناتٍ ما وَراءَ قُبَّةِ الجُمْجُمَةِ (BTCV) تَتَكَوَّن مِن \(n=50\) مَسْحٍ طَبَقِيٍّ محوسب لِلبَطْن بِمَرْحَلَةٍ تَبايُنٍ الوَرِيد أَلْبابِي، مِنها \(n=30\) (60%) تَحْتَوِي عَلَى تَوْضِيحاتٍ لِ(13) عُضْواً بَطْنِيّا (landman2015miccai). فِي دِراسَتنا، تَمَّ تَضْمِينِ خَمْسَةِ أَعْضاءِ مُهِمَّةً: الأَبْهَر، الكُلَى اليُسْرَى وَاليَمَنِيّ، الكَبِدِ، وَالطُحال. يَتِمّ تَوْفِيرِ وَصَفَ مَجْمُوعَةِ البَياناتِ وَتَوافَرَ تَوْضِيحاتٍ الأَعْضاءِ لَمَجْمُوعات بَياناتٍ كَبُدّ MSD، طُحال MSD، وBTCV فِي الجَدْوَلُ [tab:dataset].

تَجْمِيعِ التَعْلِيقاتِ التوضيحيه النادِرَةِ

لَقَد قُمْنا بِتَنْفِيذِ خَطِّ أَنابِيبِ لِتَجْمِيعِ التَعْلِيقاتِ التوضيحيه بِواسِطَةِ SAM بِهَدَفِ تَدْرِيبِ نَماذِجَ تَجْزِئَةِ 3D DL. نَظَراً لِأَنَّ الأَحْجام مُقَدِّمَةِ بِتَنْسِيق NIfTI، اُسْتُخْدِمْنا أَداةٌ med2image (الإِصْدار 2.6.6) لِتَحْوِيلِ حَجْمِ NIfTI إِلَى صُور PNG لِكُلِّ شَرِيحَةٍ. تَمَّ اِخْتِيارِ تَنْسِيقِ PNG لِأَنَّهُ تَنْسِيقِ قِياسِيٌّ غَيْرِ فاقِد لِلبَيانات لِتَحْلِيلِ الصُوَرِ فِي رُؤْيَةٍ الحاسُوب. اُسْتُخْدِمْنا أَداةٌ OpenLabeling (الإِصْدار 1.3) لِتَعْلِيقِ الأَعْضاءِ المُهْتَمَّةِ لِكُلِّ شَرِيحَةٍ داخِلَ حَجْمِ (cartucho2018robust). تَمَّ اِخْتِيارِ مُرَبَّعاتٍ الحُدُودِ كَطَرِيقه التَعْلِيقَ التوضيحي النادِرِ بِسَبَبِ أَدائِها المُتَفَوِّق فِي تَوْلِيدِ أَقْنَعَهُ التَجْزِئَةِ مَعَ SAM (cheng2023sam, deng2023sam, mazurowski2023segment, ma2024segment). فِي هٰذِهِ الدِراسَةُ، نُقِيم فَعّالِيَّةِ التَعْلِيقاتِ التوضيحيه المُوَلِّدَة بِواسِطَةِ SAM لِتَدْرِيبِ نَماذِجَ تَجْزِئَةِ 3D DL عَبْرَ تَجْرِبَتَيْنِ: 1) تَعْلِيقاتِ “نادِرَةً” مُحاكاةَ، وَ 2) تَعْلِيقاتِ “نادِرَةً” مَجْمَعه مِن الجُمْهُورِ.

التَعْلِيقاتِ المُحاكاة

كانَ الهَدَفَ مِن هٰذِهِ التَجْرِبَةِ تَمْثِيلِ سِينارِيو “مِثالِيٌّ” لِجَمْعِ التَعْلِيقاتِ مِن خِلالَ التعهيد الجَماعِيِّ، حَيْثُ يَتِمّ تَوْثِيقُ جَمِيعِ الأَعْضاءِ المَعْنِيَّةِ بِدِقَّةٍ لِكُلِّ حَجْمِ فِي مَجْمُوعَةِ البَياناتِ. لَتَجْزِئَة الكَبِدِ، اُسْتُخْدِمْنا مَجْمُوعاتٍ بَياناتٍ كَبُدّ MSD وَBTCV كَمَجْمُوعات لِلتَدْرِيبِ (\(n=131\)) وَالاِخْتِبار (\(n=30\)) عَلَى التَوالِي. بِاِسْتِخْدامِ التَعْلِيقاتِ الأَساسِيَّةِ، تَمَّ مُحاكاةَ مُوَجِّهات مُرَبَّعاتٍ الحُدُودِ لِكُلِّ شَرِيحَةٍ مِن حَجْمِ فِي مَجْمُوعَةِ التَدْرِيبِ. تَمَّ تَمْوِيه التَعْلِيقاتِ الأَساسِيَّةِ بِاِسْتِخْدامِ مُرَشَّحِ مُوَحَّدٍ (حَجْمِ النَواةُ = 5 x 5) وَتَمَّ ثُنائِيٍّ اللَوْنِ (تَحْدِيدِ العَتَبَةَ لَقِيَم البكسل الأَكْبَرُ مِن 0.01) لِإِدْخالِ التَذَبْذُب. تَمَّ رَسْمِ مُرَبَّعاتٍ الحُدُودِ بَرْمَجِيّا حَوْلَ كُلِّ مِنْطَقَةِ مُهْتَمَّةٌ ناتِجَةٍ. لَتَجْزِئَة الطُحال، تَمَّ تَكْرارِ هٰذِهِ العَمَلِيَّةِ مَعَ مَجْمُوعَةِ بَياناتٍ الطُحال MSD (\(n=41\)) كَمَجْمُوعَةٍ تَدْرِيبِ.

التَعْلِيقاتِ المُسْتَنِدَةَ إِلَى الجُمْهُورِ

كانَ الهَدَفَ مِن هٰذِهِ التَجْرِبَةِ تَمْثِيلِ سِينارِيو واقِعِيٌّ عِنْدَ الاِسْتِعانَةُ بِمَصادِرِ خارِجِيَّةِ لِلتَعْلِيقات مِن غَيْرِ الخُبَراءِ. تَمَّ تَقْسِيمِ مَجْمُوعَةِ بَياناتٍ BTCV عَشْوائِيّا إِلَى مَجْمُوعاتٍ تَدْرِيبِ (\(n=15\)) وَاِخْتِبارِ (\(n=15\)). تَمَّ تَعْلِيقَ مَجْمُوعَةِ التَدْرِيبِ بِالأَعْضاء الخَمْسَةِ المُهِمَّةِ مِن قِبَلَ أَرْبَعَةِ غَيْرِ خُبَراءُ مِن خَلْفِيّاتٌ مُتَنَوِّعَةٍ بِمَعْرِفَة صَغِيرَةٌ إِلَى مُتَوَسِّطَةِ بِالهَياكِل التَشْرِيحِيَّة. كانَ لَدَى اِثْنَيْنِ مِن المُعَلِّقِينَ (A.K., D.S.) خَلْفِيّاتٌ فِي هَنْدَسَةُ البَرْمَجِيّات، وَكانَ لَدَى مُعَلَّق واحِدٍ (A.C.) خَلْفِيَّةِ فِي هَنْدَسَةُ الأَحْياءِ، وَكانَ المُعَلِّقُ الرابِعِ (D.C.) طالِباً فِي الطِبِّ. كانَ لَدَى جَمِيعِ المُعَلِّقِينَ خِبْرَةِ فِي المَعْلُوماتِيَّةِ الحَيَوِيَّةِ بِمُتَوَسِّطِ 2.50 سَنَواتٍ مِن الخِبْرَةِ (المَدَى مِن 1 إِلَى 5 سَنَواتٍ). تَمَّ تَزْوِيدهم بِتَوْجِيهِ أَساسِيٌّ لَتَعْرِيفهم بِالهَياكِل التَشْرِيحِيَّة ذاتِ الصِلَةِ. تَمَّ تَكْلِيفِ ثَلاثَةِ مُعَلَّقَيْنِ بِمُهِمَّةٍ واحِدَةٍ (D.S.، الأَبْهَر؛ A.C.، الكَبِدِ؛ A.K.، الطُحال) وَتَمَّ تَكْلِيفِ مُعَلَّق واحِدٍ بِمَهَمَّتَيْنِ (D.C.، الكُلَى اليُسْرَى وَاليَمَنِيّ). تَمَّ تَوْجِيههم لِرَسْمِ مُرَبَّعاتٍ حُدُودِيَّةٍ حَوْلَ المِنْطَقَةِ المُهْتَمَّةِ لِكُلِّ شَرِيحَةٍ فِي حَجْمِ. تَمَّ تَعْلِيقَ الأَحْجام مِن قِبَلَ المُعَلِّقِينَ غَيْرِ الخُبَراءِ بِشَكْلٍ مُسْتَقِلٍّ، وَلَم يَكُن مَطْلُوباً الاِتِّفاقِ الإِجْماعِيّ.

تَوْلِيدِ التَعْلِيقاتِ الكَثِيفَةِ

بُعْدَ الحُصُولِ عَلَى التَعْلِيقاتِ المُتَفَرِّقَة مِن خِلالَ التعهيد الجَماعِيِّ، اُسْتُخْدِمْنا SAM مَعَ العَمُودِ الفَقْرِيِّ ViT-Huge لَتَوْلِيد أَقْنَعَهُ التَجْزِئَةِ لِلأَعْضاء المَعْنِيَّةِ (kirillov2023segment). كَما قُمْنا بِتَوْلِيد الأَقْنِعَة بِاِسْتِخْدامِ MedSAM، وَهِيَ نُسْخَةً مِن SAM تَمَّ تَحْسِينِها خَصِيصاً لَمَهامّ تَجْزِئَةِ الصُوَرِ الطِبِّيَّةِ وَتَعْتَمِد عَلَى العَمُودِ الفَقْرِيِّ ViT-Base (ma2024segment). نَظَراً لِأَنَّ SAM يُدَعِّم التَجْزِئَةِ ثُنائِيَّةٍ الأَبْعاد فَقَط، فَقَد تَمَّ تَوْلِيدِ التَعْلِيقاتِ لِحَجْمِ بِتَمْرِير كُلِّ شَرِيحَةٍ مَعَ صَنادِيقِ الحُدُودِ المُقابَلَةِ كمدخلات إِلَى SAM لِلتَنَبُّؤ. تَمَّ تَطْبِيعِ قِيَمِ البكسل لِجَمِيعِ الصُوَرِ المدخله لِتَتَراوَح بَيِّنَ 0 وَ 255. تَمَّ اِخْتِيارِ التَعْلِيقاتِ مِن ثَلاثَةِ أَقْنَعَهُ مَوْلِده اِسْتِناداً إِلَى أَعْلَى دَرَجَةِ ثِقَةِ. تَمَّ تَحْوِيلِ التَعْلِيقاتِ الَّتِي أَنْشَآها SAM إِلَى NIfTI بِاِسْتِخْدامِ NiBabel (الإِصْدار 5.2). قُمْنا بِقِياس مَعامِلِ التَشابُه Dice المُتَوَسِّطِ لِلتَعْلِيقات الَّتِي أَنْشَآها SAM عَلَى التَعْلِيقاتِ الأَصْلِيَّةِ لِمَجْمُوعَةِ التَدْرِيبِ لِلحَجْم (يُشار إِلَيها فِيما بُعْدَ ب ’دَرَجَةِ Dice لِلحَجْم’) وَلِكُلِّ شَرِيحَةٍ مَوْسُومه (يُشار إِلَيها فِيما بُعْدَ ب ’دَرَجَةِ Dice لِلشَرِيحَة’). فِي جَمِيعِ الحالاتِ، يَتِمّ الإِبْلاغ عَن دَرَجاتٍ Dice المُتَوَسِّطَةِ مَعَ فاصِلٍ الثِقَةِ 95% ك ’المُتَوَسِّطِ \(\pm\) 95% CI’.

تَدْرِيبِ نَماذِجَ تَجْزِئَةِ التَعَلُّمِ العَمِيقِ

نَقُوم بِتَدْرِيبِ نَماذِجَ تَجْزِئَةِ التَعَلُّمِ العَمِيقِ بِاِسْتِخْدامِ إِطارِ عَمَلٍ nnU-Net عَلَى التَعْلِيقاتِ التوضيحيه المُوَلِّدَة بِواسِطَةِ SAM (وَالَّتِي سَتَعْرِف فِيما بُعْدَ ب ’SAM-nnU-Net’) وَالتَعْلِيقات التوضيحيه الحَقِيقِيَّةِ (وَالَّتِي سَتَعْرِف فِيما بُعْدَ ب ’GT-nnU-Net’). إِنَّها هَنْدَسَةُ U-Net ثُلاثِيَّةٌ الأَبْعاد ذاتِيَّةٍ التَكْوِين تَقُوم تِلْقائِيّا بِتَحْسِين المُعَلِّماتُ الفائِقَةِ لِمَجْمُوعَةِ البَياناتِ التَدْرِيبِيَّةِ وَقَد حَقَّقَت أَداءِ رائِداً عَبْرَ مُخْتَلِفِ مَهامِّ تَجْزِئَةِ البَياناتِ الطِبِّيَّةِ الحَيَوِيَّةِ (isensee2021nnu, sebro2023totalsegmentator, wasserthal2023totalsegmentator, ronneberger2015u). تَمَّ تَدْرِيبِ النَماذِجِ بِاِسْتِخْدامِ التَحَقُّقِ المُتَقاطِعِ خَمْسِ مَرّاتٍ لِ 1000 حِقْبَةِ بِاِسْتِخْدامِ إِجْراءِ التَدْرِيبِ الاِفْتِراضِيّ لِ nnU-Net (isensee2021nnu). تَمَّت إِزالَةِ تَعْزِيزِ المِرْآَةُ لِأَنَّهُ لا يُعْتَبَر صالِحاً تَشْرِيحِيّا لَمَسْح البَطْن بِالأَشِعَّة المَقْطَعِيَّة (wasserthal2023totalsegmentator). قُمْنا بِمُقارَنَة أَدائهم بِاِسْتِخْدامِ مُتَوَسِّطُ دَرَجاتٍ Dice لِلحَجْم عَلَى مَجْمُوعَةِ الاِخْتِبارُ الحَقِيقِيَّةِ. تَمَّ تَقْيِيمِ جَمِيعِ النَماذِجِ بِاِسْتِخْدامِ PyTorch (الإِصْدار 2.0.1)، وَ CUDA (الإِصْدار 12.0) عَلَى ثَمانِي وَحَداتٍ مُعالَجَةِ رُسُومات NVIDIA GeForce RTX A6000.

التَحْلِيلِ الإِحْصائِيّ

تَمَّت مُقارَنَةً مُتَوَسِّطُ دَرَجاتٍ دايس بِاِسْتِخْدامِ اِخْتِباراتِ ويلكوكسون لِلعَلامات المُوَقَّعَةِ بِسَبَبِ التَوْزِيعِ غَيْرِ البارامتري لِلعَيْنات المُزْدَوِجَةِ، كَما هُوَ مُوَضِّح بِواسِطَةِ \(p < 0.05\) بِاِسْتِخْدامِ اِخْتِبارِ شابيرو-وَيَلكَ لِلتَوْزِيع الطَبِيعِيِّ. تَمَّ إِجْراءِ جَمِيعِ التَحْلِيلاتِ الإِحْصائِيَّةُ بِواسِطَةِ مُحَلِّل إِحْصائَيَّ (P.K., 6 سَنَواتٍ مِن الخِبْرَةِ) بِاِسْتِخْدامِ SciPy (الإِصْدار 1.11.2). تَمَّ تَعْرِيفٍ الدَلالَة الإِحْصائِيَّةُ بِأَنَّها \(p < 0.05\).

النَتائِجِ

التَعْلِيقاتِ المُحاكاة

تَجْزِئَةِ الكَبِدِ

التَعْلِيقاتِ المُوَلِّدَة بِواسِطَةِ SAM قاسَت مُتَوَسِّطُ نَتائِجِ مِعْيار دايس لِلحَجْم بِقِيمَةِ \(0.86 \pm 0.02\) عَلَى التَعْلِيقاتِ الأَساسِيَّةِ لِمَجْمُوعَةِ تَدْرِيبِ الكَبِدِ فِي MSD، وَهٰذا أَعْلَى بِشَكْلٍ مَلْحُوظٍ مِن مُتَوَسِّطُ نَتائِجِ مِعْيار دايس لِلحَجْم الَّذِي قَدْرَ ب \(0.80 \pm 0.04\) (\(p < 0.001\)) لِ MedSAM. بِالمِثْلِ، قاسَت التَعْلِيقاتِ المُوَلِّدَة بِواسِطَةِ SAM مُتَوَسِّطُ نَتائِجِ مِعْيار دايس لِلشَرِيحَة بِقِيمَةِ \(0.85 \pm 0.00\) عَلَى التَعْلِيقاتِ الأَساسِيَّةِ لِمَجْمُوعَةِ تَدْرِيبِ الكَبِدِ فِي MSD، وَهٰذا أَعْلَى بِشَكْلٍ مَلْحُوظٍ مِن مُتَوَسِّطُ نَتائِجِ مِعْيار دايس لِلشَرِيحَة الَّذِي قَدْرَ ب \(0.77 \pm 0.00\) (\(p < 0.001\)) لِ MedSAM. نَمُوذَجَ SAM-nnU-Net الَّذِي تَمَّ تَدْرِيبه عَلَى مَجْمُوعَةِ بَياناتٍ الكَبِدِ فِي MSD قاسٍ مُتَوَسِّطُ نَتائِجِ مِعْيار دايس لِلحَجْم بِقِيمَةِ \(0.83 \pm 0.03\) عَلَى مَجْمُوعَةِ بَياناتٍ BTCV، وَهٰذا أَقَلَّ بِشَكْلٍ مَلْحُوظٍ مِن مُتَوَسِّطُ نَتائِجِ مِعْيار دايس لِلحَجْم الَّذِي قَدْرَ ب \(0.90 \pm 0.03\) (\(p < 0.001\)) لِ GT-nnU-Net.

تَجْزِئَةِ الطُحال

قِياسات التَعْلِيقاتِ المُوَلِّدَة بِواسِطَةِ SAM أَظْهَرَت مُتَوَسِّطُ دَرَجَةِ Dice لِلحَجْم يَبْلُغ \(0.88 \pm 0.02\) عَلَى التَعْلِيقاتِ الأَساسِيَّةِ لِمَجْمُوعَةِ تَدْرِيبِ الطُحال MSD، وَهُوَ ما يُماثِل مُتَوَسِّطُ دَرَجَةِ Dice لِلحَجْم الَّذِي يَبْلُغ \(0.87 \pm 0.03\) (\(p = 0.23\)) لِ MedSAM. بِالمِثْلِ، قِياسات التَعْلِيقاتِ المُوَلِّدَة بِواسِطَةِ SAM أَظْهَرَت مُتَوَسِّطُ دَرَجَةِ Dice لِلشَرِيحَة يَبْلُغ \(0.87 \pm 0.01\) عَلَى التَعْلِيقاتِ الأَساسِيَّةِ لِمَجْمُوعَةِ تَدْرِيبِ الطُحال MSD، وَهُوَ أَعْلَى بِشَكْلٍ مَلْحُوظٍ مِن مُتَوَسِّطُ دَرَجَةِ Dice لِلشَرِيحَة الَّذِي يَبْلُغ \(0.83 \pm 0.01\) (\(p < 0.001\)) لِ MedSAM. نَمُوذَجَ SAM-nnU-Net الَّذِي تَمَّ تَدْرِيبه عَلَى مَجْمُوعَةِ بَياناتٍ الطُحال MSD قَيَّسَ مُتَوَسِّطُ دَرَجَةِ Dice لِلحَجْم يَبْلُغ \(0.81 \pm 0.01\) عَلَى مَجْمُوعَةِ بَياناتٍ BTCV، وَهُوَ أَقَلَّ بِشَكْلٍ مَلْحُوظٍ مِن مُتَوَسِّطُ دَرَجَةِ Dice لِلحَجْم الَّذِي يَبْلُغ \(0.87 \pm 0.01\) (\(p = 0.004\)) لِ GT-nnU-Net.

تَعْلِيقاتِ المَصادِرُ المُجْتَمَعِيَّةِ

قامَ المُعَلِّقُونَ غَيْرِ الخُبَراءِ بِتَعْلِيقِ 651 شَرِيحَةٍ مِن \(n=15\) مُجَلَّدٍ فِي مَجْمُوعَةِ تَدْرِيبِ BTCV بِاِسْتِخْدامِ 1840 مُرَبَّعٍ تَحْدِيدِ بِاِسْتِخْدامِ خَطِّ أَنابِيبِ اِسْتِقْصاء البَياناتِ لَدَينا. اِسْتَغْرَقُوا \(55.60 \pm 8.76\) دَقِيقَةً لِتَعْلِيقِ عُضْوُ مُهْتَمّ عَبْرَ جَمِيعِ المُجَلَّدات، بِمُتَوَسِّطِ \(3.29 \pm 1.04\) ثانِيَةً لِكُلِّ شَرِيحَةٍ. مِن \(n=15\) مُجَلَّدٍ، قامَ الخُبَراءِ غَيْرِ المُتَخَصِّصِينَ بِتَعْلِيقِ جَمِيعِ الأَعْضاءِ الخَمْسَةِ المُهْتَمِّينَ لِ \(n=11\) مُجَلَّدٍ (73%). بِالنِسْبَةِ لِلمُجَلَّدات \(n=4\) المُتَبَقِّيَةُ (27%)، كانَت التَعْلِيقاتِ المُتَعَلِّقَةِ بِالكُلِّيّ اليُسْرَى وَاليَمَنِيّ مَفْقُودَةٍ لِ \(n=3\) مُجَلَّدٍ (75%)، وَكانَ الكَبِدِ مَفْقُوداً لِ \(n=2\) مُجَلَّدٍ (50%)، وَالطُحال مَفْقُوداً لِ \(n=1\) مُجَلَّدٍ (25%).

لَقِياس مُتَوَسِّطُ حَجْمِ وَنَتائِجَ مُكَعَّبٍ النَرْد لِلتَعْلِيقات المُنْتِجَةِ بِواسِطَةِ SAM وَMedSAM، نَسْتَثْنِي المُجَلَّدات \(n=4\) ذاتِ التَعْلِيقاتِ المَفْقُودَةَ. قاسٍ التَعْلِيقاتِ المُنْتِجَةِ بِواسِطَةِ SAM مُتَوَسِّطُ نَتائِجِ مُكَعَّبٍ النَرْد لِلحَجْم ب \(0.75 \pm 0.09\) عَلَى التَعْلِيقاتِ الأَساسِيَّةِ لِمَجْمُوعَةِ تَدْرِيبِ BTCV، مُقارَنَةً بِمُتَوَسِّطِ نَتائِجِ مُكَعَّبٍ النَرْد لِلحَجْم ب \(0.74 \pm 0.09\) (\(p = 0.70\)) لِ MedSAM. مُصَنَّفَةٍ حَسَبَ الأَعْضاءِ المُهْتَمَّةِ، كانَت التَعْلِيقاتِ المُنْتِجَةِ بِواسِطَةِ SAM مُماثِلَةٍ لِلتَعْلِيقات المُنْتِجَةِ بِواسِطَةِ MedSAM لِجَمِيعِ الأَعْضاءِ الخَمْسَةِ (\(p \geq 0.05\), الكُلُّ).

قُمْنا بِتَدْرِيبِ مَجْمُوعَتَيْنِ مِن نَماذِجَ تَقْطِيع 3D DL: 1) تَدْرِيبِ عَلَى مُجَلَّدات \(n=15\) المُعَلَّقَةِ جُزْئِيّاً مِن مَجْمُوعَةِ تَدْرِيبِ BTCV. 2) تَدْرِيبِ عَلَى مُجَلَّدات \(n=11\) المُعَلَّقَةِ بِالكامِلِ مِن مَجْمُوعَةِ تَدْرِيبِ BTCV. تَمَّ تَقْيِيمِ كُلّاً مَجْمُوعَتَيَّ النَماذِجِ عَلَى مَجْمُوعَةِ اِخْتِبارِ BTCV (\(n=15\)).

قاسٍ نَمُوذَجَ SAM-nnU-Net المُدَرِّبِ عَلَى مُجَلَّدات \(n=15\) المُعَلَّقَةِ جُزْئِيّاً مِن مَجْمُوعَةِ تَدْرِيبِ BTCV مُتَوَسِّطُ نَتائِجِ مُكَعَّبٍ النَرْد ب \(0.77 \pm 0.06\) عَلَى مَجْمُوعَةِ اِخْتِبارِ BTCV، وَهُوَ أَقَلَّ بِشَكْلٍ مَلْحُوظٍ مِن مُتَوَسِّطُ نَتائِجِ مُكَعَّبٍ النَرْد ب \(0.91 \pm 0.05\) (\(p < 0.001\)) لَنَمُوذَج GT-nnU-Net. مُصَنَّفَةٍ حَسَبَ الأَعْضاءِ المُهْتَمَّةِ، كانَ لَنَمُوذَج SAM-nnU-Net مُتَوَسِّطُ نَتائِجِ مُكَعَّبٍ النَرْد أَقَلَّ بِشَكْلٍ مَلْحُوظٍ مِن نَمُوذَجَ GT-nnU-Net لِجَمِيعِ الأَعْضاءِ الخَمْسَةِ (\(p < 0.006\)، الكُلُّ).

بِاِسْتِثْناءِ المُجَلَّدات \(n=4\) ذاتِ التَعْلِيقاتِ المَفْقُودَةَ مِن مَجْمُوعَةِ تَدْرِيبِ BTCV، نُلاحِظ زِيادَةِ مَلْحُوظَةٌ فِي مُتَوَسِّطُ نَتائِجِ مُكَعَّبٍ النَرْد لَنَمُوذَج SAM-nnU-Net مِن \(0.77 \pm 0.06\) إِلَى \(0.80 \pm 0.05\) (\(p = 0.008\)). مُصَنَّفَةٍ حَسَبَ الأَعْضاءِ المُهْتَمَّةِ، نُلاحِظ تَحْسِيناتٍ مَلْحُوظَةٌ فِي مُتَوَسِّطُ نَتائِجِ مُكَعَّبٍ النَرْد لِلأَبْهَر (\(p = 0.04\))، الكُلَى اليُسْرَى (\(p = 0.002\))، الكُلَى اليُمْنَى (\(p = 0.02\))، وَالكَبِد (\(p = 0.04\)). وَمَعَ ذٰلِكَ، بِالنِسْبَةِ لَنَمُوذَج GT-nnU-Net، لَم نُلاحِظ أَيّ اِخْتِلافاتٍ مَلْحُوظَةٌ فِي مُتَوَسِّطُ نَتائِجِ مُكَعَّبٍ النَرْد بُعْدَ اِسْتِبْعادِ المُجَلَّدات ذاتِ التَعْلِيقاتِ المَفْقُودَةَ (\(p = 0.06\)).

مُصَنَّفَةٍ حَسَبَ الأَعْضاءِ ذاتِ الاِهْتِمامِ، نُلاحِظ اِنْخِفاضاً مَلْحُوظاً فِي مُتَوَسِّطُ دَرَجاتٍ دايس لِلأَبْهَر (\(p = 0.008\)) وَالكُلِّيَّة اليُمْنَى (\(p = 0.04\)).

المُناقَشَةِ

تَمْتَلِك عَمَلِيَّةِ تَجْمِيعِ التَوْصِيفات بِاِسْتِخْدامِ نَماذِجَ الأَساسِ، مِثْلَ SAM، القُدْرَةِ عَلَى إِحْداثِ ثَوْرَةِ فِي تَنْظِيمِ مَجْمُوعاتٍ البَياناتِ الكَبِيرَةِ الحَجْمِ لَتَجْزِئَة الصُوَرِ الطِبِّيَّةِ. إِنَّها تَحَوَّلَ عَمَلِيَّةِ تَتَطَلَّب الكَثِيرَ مِن الجُهْدِ وَالوَقْتُ وَالخِبْرَةِ فِي المَجالِ إِلَى عَمَلِيَّةِ تَسْمَح لِأَيّ شَخْصٍ، سَواءُ كانُوا خُبَراءُ أَو غَيْرِ خُبَراءُ، بِتَوْصِيف الأَجْسام المُهْتَمَّةِ فِي صُورَةِ طِبِّيَّةٌ بِاِسْتِخْدامِ تَوْصِيفات “مُتَفَرِّقَةٌ” مِن أَيّ مَكانٍ، بِاِسْتِخْدامِ أَيّ جِهازِ، وَفِي أَيّ وَقْتٍ دُونِ الحاجَةِ إِلَى خَبِيرٌ.

وَمَعَ ذٰلِكَ، تُشِير نَتائِجنا إِلَى أَنَّ التَوْصِيفات المُوَلِّدَة بِواسِطَةِ SAM تُظْهِر دَرَجاتٍ مُتَوَسِّطَةِ عالِيَةٍ لَمِقْياس Dice مُقارَنَةً بِالتَوْصِيفات الأَساسِيَّةِ، إِلّا أَنَّ نَماذِجَ SAM-nnU-Net تُؤَدِّي بِشَكْلٍ أَسْوَأ بِكَثِيرٍ مِن نَماذِجَ GT-nnU-Net فِي الإِعْدادُ المحاكي وَالإِعْدادِ المَجْمَعُ لَتَجْزِئَة الأَعْضاءِ البَطْنِيَّة بِاِسْتِخْدامِ مسحات CT (\(p<0.001\), الكُلُّ). يَعُود هٰذا الاِخْتِلافِ إِلَى أَنَّ SAM صَمَمْتَ فِي الأَساسِ لِلتَجْزِئَة الدَلالِيَّة ثُنائِيَّةٍ الأَبْعاد، مِمّا يُؤَدِّي إِلَى نَقْصِ فِي العَلاقاتِ المَكانِيَّة بَيِّنَ المِيزاتِ فِي 3D (مِثْلَ العُمْقِ) وَضُعْفِ “الاِتِّصالِ” فِي التَوْصِيفات بَيِّنَ شَرِيحَتَيْنِ مُتَتالِيَتَيْنِ. كَما تُشِير نَتائِجنا، هٰذا يُؤَدِّي إِلَى دَرَجاتٍ مُتَوَسِّطَةِ أَسْوَأ بِكَثِيرٍ لَمِقْياس Dice لِلحَجْم لِلتَوْصِيفات المُوَلِّدَة بِواسِطَةِ SAM مُقارَنَةً بِالتَوْصِيفات الأَساسِيَّةِ وَيُتَرْجِم إِلَى أَداءِ دُونِ المُسْتَوَى المِثالِيُّ لَنَماذِج SAM-nnU-Net، عَلَى الرَغْمِ مِن كَوْنَ nnU-Net نَمُوذَجاً مِعْمارِيّا لِلحالَةِ الفَنِّيَّةِ.

يُمْكِن مُعالَجَةِ هٰذا التَفاوُت مِن خِلالَ تَطْوِيرِ نَماذِجَ أَساسِيَّةٍ مُتَخَصِّصَةٍ لِلتَجْزِئَة الدَلالِيَّة ثُلاثِيَّةٌ الأَبْعاد قادِرَةٍ عَلَى اِلْتِقاطِ العَلاقاتِ المَكانِيَّة بَيِّنَ المِيزاتِ - وَهُوَ اِخْتِلافِ رَئِيسِيٍّ بَيِّنَ الصُوَرِ الطَبِيعِيَّةِ وَالصُوَرِ الطِبِّيَّةِ. اِسْتَكْشَفَت الأَدَبِيّاتِ الحَدِيثَةِ مُحَوِّلات ثُلاثِيَّةٌ الأَبْعاد الَّتِي تَحْتَفِظ بِقاعِدَةٍ المَعْرِفَةِ الغَنِيَّةِ لِ SAM لِلتَجْزِئَة الدَلالِيَّة مَعَ دَمْجِ العَلاقاتِ المَكانِيَّة عِنْدَ تَوْلِيدِ أَقْنَعَهُ التَجْزِئَةِ “الكَثِيفَةِ” فِي 3D (lei2023medlsam, quan2024slide, wu2023medical). إِحْدَى الطُرُقِ الشائِعَةُ هِيَ اِسْتِخْدامِ مِفَكَّكَ CNN ثُلاثِيّ الأَبْعاد لَاِلْتِقاط العَلاقاتِ المَكانِيَّة بَيِّنَ التَضْمِينات الصُوَرِيَّة الَّتِي تَمَّ إِنْشاؤها شَرِيحَةٍ تُلُوَّ الأُخْرَى بِواسِطَةِ مِشْفَر صُور SAM (bui2023sam3d, gong20233dsam). أَظْهَرَت هٰذِهِ الاِخْتِلافاتِ أَداءِ أَفْضَلَ بِكَثِيرٍ فِي الصُوَرِ الطِبِّيَّةِ ثُلاثِيَّةٌ الأَبْعاد مُقارَنَةً ب SAM وMedSAM.

اِعْتِبارِ آخَرِ حاسِمٍ لِتَجْمِيعِ التَوْصِيفات هُوَ أَنَّ هُناكَ إِمْكانِيَّةَ لِلتَوْصِيفات غَيْرِ المَوْثُوقَة وَالعَشْوائِيَّة بِسَبَبِ الشَكُّ المُرْتَبِطُ بالموصفين غَيْرِ الخُبَراءِ. تُشِير نَتائِجنا إِلَى أَهَمِّيَّةً تَقْيِيمِ الجُودَةِ. فِي دِراسَتنا، فَشَلِ الموصفون غَيْرِ الخُبَراءِ فِي تَوْصِيف \(n=4\) مُجَلَّدات (27%) بِجَمِيعِ الأَعْضاءِ الخَمْسَةِ المُهْتَمَّةِ، مِمّا أَدَّى إِلَى مَجْمُوعَةِ بَياناتٍ مَوْصُوفَةً جُزْئِيّاً وَغَيْرِ مَوْثُوقه لِتَدْرِيبِ نَماذِجَ تَجْزِئَةِ DL. مِن خِلالَ تَصْفِيَةٍ التَوْصِيفات غَيْرِ المُكْتَمَلَة وَغَيْرِ المَوْثُوقَة، لاحَظْنا زِيادَةِ كَبِيرَةٍ فِي أَداءِ نَمُوذَجَ SAM-nnU-Net.

لِذٰلِكَ، تَقْيِيمِ الجُودَةِ القُوَى حاسِمٍ لَيِسَ فَقَط لَتَقْيِيم جُودَة التَوْصِيفات المُجَمَّعَة، وَلٰكِن أَيْضاً لِتَصْفِيَةِ التَوْصِيفات ذاتِ الجُودَةِ المُنْخَفِضَة دُونِ تَدَخُّلٍ يَدَوِيٍّ مِن خَبِيرٌ. إِحْدَى التَقْنِيّاتِ المُحْتَمَلَةِ هِيَ مَوْثُوقَيْهِ بَيِّنَ المُقِيمِينَ حَيْثُ يُمْكِن تَحْدِيدِ التَوْصِيفات ذاتِ الجُودَةِ المُنْخَفِضَة مَعَ اِتِّفاقٍ ضَعِيفِ مَعَ التَوْصِيفات الأُخْرَى وَتَصْفِيَتِها مِن الدِراسَةُ دُونِ التَأْثِيرِ عَلَى جُودَة التَوْصِيفات الَّتِي يُوَلِّدها الموصفون الأَكْثَرَ مَوْثُوقَيْهِ. عِلاوَةً عَلَى ذٰلِكَ، يُتِيح ذٰلِكَ تَحْدِيدِ الموصفين غَيْرِ المَوْثُوقَيْنِ وَالعَشْوائِيَّيْنِ بِتَوْصِيفات ذاتِ جُودَة مُنْخَفَضه بِاِسْتِمْرارٍ وَإِزالَتهم بِشَكْلٍ مُماثِلٍ مِن الدِراسَةُ. بِالإِضافَةِ إِلَى ذٰلِكَ، يُمْكِن اِسْتِخْدامِ تَقْدِيرٍ الشَكُّ لِلتَوْصِيفات الَّتِي يُوَلِّدها SAM بِاِسْتِخْدامِ مُطالَباتِ مُتَعَدِّدَةِ لَمُرَبَّعات الحُدُودِ لِتَحْدِيدِ الأَخْطاءِ المُحْتَمَلَةِ فِي التَوْصِيفات الَّتِي يُوَلِّدها SAM وَتَوْجِيهِ اِخْتِيارِ التَوْصِيفات عالِيَةٍ الجُودَةِ (deng2023sam).

لَدَينا بِعَضِّ القُيُودِ فِي عَمَلِنا. 1) نَحْنُ نَعْتَبِر SAM فَقَط لَدِراسَتنا، وَالَّتِي صَمَمْتَ فِي الأَساسِ لِلتَجْزِئَة ثُنائِيَّةٍ الأَبْعاد مَعَ الصُوَرِ الطَبِيعِيَّةِ وَتَفْتَقِر إِلَى العَلاقاتِ المَكانِيَّة الحَرِجَةِ لِلتَجْزِئَة ثُلاثِيَّةٌ الأَبْعاد مَعَ الصُوَرِ الطِبِّيَّةِ. 2) بَيْنَما تَشْمَل تَجارِبنا المُحاكاة مَجْمُوعاتٍ بَياناتٍ كَبِيرَةٍ الحَجْمِ، نَسْتَخْدِم مَجْمُوعَةِ بَياناتٍ صَغِيرَةٌ (\(n=15\)) لِتَجْمِيعِ التَوْصِيفات “المُتَفَرِّقَة” مِن غَيْرِ الخُبَراءِ لِتَدْرِيبِ نَماذِجَ تَجْزِئَةِ DL. 3) فِي تَجْرِبَتنا لِتَجْمِيعِ التَوْصِيفات، يَعْهَد إِلَى كُلِّ موصف بِعُضْوٍ واحِدٍ مُهْتَمّ. هٰذا يَحْمِل إِمْكانِيَّةَ لِلتَوْصِيفات غَيْرِ المَوْثُوقَة وَالعَشْوائِيَّة بِسَبَبِ عَدَمِ وُجُودِ اِتِّفاقِيّاتِ تَوافُقٌ مَعَ موصفين مُتَعَدِّدَيْنِ. 4) نَحْنُ نَعْتَبِر فَقَط مسحات CT وَلَم نُقِيم إِمْكانِيَّةَ التَجْمِيع لَوَسائِط أُخْرَى مِثْلَ مسحات MRI وPET.

لِلأَعْمال المُسْتَقْبَلِيَّةِ، نَعْتَزِم تَوْسِيعِ نِطاقِ دِراسَتنا مَعَ مَجْمُوعَةِ بَياناتٍ تَجْزِئَةِ مُتَعَدِّدَةِ الأَعْضاءِ أَكْبَرَ مِن مَجْمُوعَةِ بَياناتٍ BTCV، وَعَدَدٌ أَكْبَرَ مِن الموصفين الخُبَراءِ وَغَيْرِ الخُبَراءِ لِتَجْمِيعِ التَوْصِيفات “المُتَفَرِّقَة”، وَمُحَوِّلات مُتَخَصِّصَةٍ مِن SAM لَتَجْزِئَة الصُوَرِ الطِبِّيَّةِ ثُلاثِيَّةٌ الأَبْعاد. نَعْتَزِم أَيْضاً تَضْمِينِ مَقايِيسِ تَقْيِيمِ الجُودَةِ مِثْلَ مَوْثُوقَيْهِ بَيِّنَ المُقِيمِينَ لِتَصْفِيَةِ التَوْصِيفات غَيْرِ المَوْثُوقَة وَالعَشْوائِيَّة مَعَ الاِحْتِفاظِ بِالتَوْصِيفات عالِيَةٍ الجُودَةِ لَتَحْلِيلنا.

الخُلاصَةِ

تَسْتَدْعِي القُيُودِ فِي النَهْجِ الحالِيَّةِ الحِذْرِ قِبَلَ دَمْجِ التَعْلِيقاتِ المُسْتَمَدَّةِ مِن الجُمْهُورِ مِن غَيْرِ الخُبَراءِ. لِلاِسْتِفادَةِ الكامِلَةِ مِن التعهيد الجَماعِيِّ، يَجِب تَطْوِيرِ نَماذِجَ أَساسِيَّةٍ مُتَخَصِّصَةٍ لَتَجْزِئَة 3D. عِلاوَةً عَلَى ذٰلِكَ، يَجِب أَنَّ تَشْتَمِل نَهْجٍ التعهيد الجَماعِيِّ عَلَى تَقْيِيمِ الجُودَةِ لِتَصْفِيَةِ التَعْلِيقاتِ ذاتِ الجُودَةِ المُنْخَفِضَة. بَيْنَما قَد لا نَكُون مُسْتَعِدِّينَ بُعْدَ لِلتَعْلِيقات مِن غَيْرِ الخُبَراءِ، فَإِنَّ لَدَيهِم الإِمْكانِيَّة لَتَبْسِيط عَمَلِيَّةِ التَعْلِيقَ عَلَى تَجْزِئَةِ الصُوَرِ الطِبِّيَّةِ مِن خِلالَ تَمْكِينِ أَيّ شَخْصٍ مِن تَعْلِيقَ الصُوَرِ الطِبِّيَّةِ مِن أَيّ مَكانٍ وَفِي أَيّ وَقْتٍ.