Image Segmentation Metrics in Skin Lesion: Accuracy, Sensitivity, Specificity, Dice Coefficient, Jaccard Index, and Matthews Correlation Coefficient

Author(s):  
Agung W. Setiawan
2021 ◽  
Vol 2021 ◽  
pp. 1-15
Author(s):  
Cheng-Hong Yang ◽  
Jai-Hong Ren ◽  
Hsiu-Chen Huang ◽  
Li-Yeh Chuang ◽  
Po-Yin Chang

Melanoma is a type of skin cancer that often leads to poor prognostic responses and survival rates. Melanoma usually develops in the limbs, including in fingers, palms, and the margins of the nails. When melanoma is detected early, surgical treatment may achieve a higher cure rate. The early diagnosis of melanoma depends on the manual segmentation of suspected lesions. However, manual segmentation can lead to problems, including misclassification and low efficiency. Therefore, it is essential to devise a method for automatic image segmentation that overcomes the aforementioned issues. In this study, an improved algorithm is proposed, termed EfficientUNet++, which is developed from the U-Net model. In EfficientUNet++, the pretrained EfficientNet model is added to the UNet++ model to accelerate segmentation process, leading to more reliable and precise results in skin cancer image segmentation. Two skin lesion datasets were used to compare the performance of the proposed EfficientUNet++ algorithm with other common models. In the PH2 dataset, EfficientUNet++ achieved a better Dice coefficient (93% vs. 76%–91%), Intersection over Union (IoU, 96% vs. 74%–95%), and loss value (30% vs. 44%–32%) compared with other models. In the International Skin Imaging Collaboration dataset, EfficientUNet++ obtained a similar Dice coefficient (96% vs. 94%–96%) but a better IoU (94% vs. 89%–93%) and loss value (11% vs. 13%–11%) than other models. In conclusion, the EfficientUNet++ model efficiently detects skin lesions by improving composite coefficients and structurally expanding the size of the convolution network. Moreover, the use of residual units deepens the network to further improve performance.


Author(s):  
Dhanesh Ramachandram ◽  
Graham W. Taylor

We present a image segmentation method based on deep hypercolumndescriptors which produces state-of-the-art results for thesegmentation of several classes of benign and malignant skin lesions.We achieve a Jaccard index of 0.792 on the 2017 ISIC SkinLesion Segmentation Challenge dataset.


Author(s):  
Shelly Garg ◽  
Balkrishan Jindal

The main purpose of this study is to find an optimum method for segmentation of skin lesion images. In the present world, Skin cancer has proved to be the most deadly disease. The present research paper has developed a model which encompasses two gradations, the first being pre-processing for the reduction of unwanted artefacts like hair, illumination or many other by enhanced technique using threshold and morphological operations to attain higher accuracy and the second being segmentation by using k-mean with optimized Firefly Algorithm (FFA) technique. The online image database from the International Skin Imaging Collaboration (ISIC) archive dataset and dermatology service of Hospital Pedro Hispano (PH2) dataset has been used for input sample images. The parameters on which the proposed method is measured are sensitivity, specificity, dice coefficient, jacquard index, execution time, accuracy, error rate. From the results, authors have observed proposed model gives the average accuracy value of huge number of cancer images using ISIC dataset is 98.9% and using PH2 dataset is 99.1% with minimize average less error rate. It also estimates the dice coefficient value 0.993 using ISIC and 0.998 using PH2 datasets. However, the results for the rest of the parameters remain quite the same. Therefore the outcome of this model is highly reassuring.


In the recent research era data mining is a very essential research domain. The data mining techniques are used to extract significant knowledge in agriculture management. These techniques are time consuming and less expensive than the statistical techniques. Many Researchers develop efficient techniques to improve the productivity of agriculture. This paper developed a new segment method to segment the soil region from other information. This research introduced Color and Region Based segment method to separate the soil region from its background. To evaluate the proposed segmentation the five metrics are used dice coefficient, jaccard index, Sensitivity, Specificity and Precision. The new approach produced 98% accuracy, 98% Sensitivity and 98% Specificity.


Proceedings ◽  
2018 ◽  
Vol 2 (18) ◽  
pp. 1169
Author(s):  
Macarena Díaz ◽  
Jorge Novo ◽  
Manuel G. Penedo ◽  
Marcos Ortega

We propose an automatic methodology that identifies the vascularity zones in OCT-A images and their measurement for its use in clinical analysis and diagnostic processes. The segmentation and measurement contributes objectivity and repeatability in the results, desirable characteristics in any diagnosis and monitoring process. In the validation of the method, the correlation coefficient of Pearson and Jaccard index were used, obtaining satisfactory results.


2017 ◽  
Author(s):  
Ευστάθιος Δράμπαλος

Σκοπός: H εφαρμογή για πρώτη φορά διεθνώς της μορφομετρίας της σπονδυλικής στήλης με χρήση απορροφησιομετρίας (VFA) σε ασθενείς με κυφοπλαστική. Αναλύονται τα πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα της μεθόδου, ελέγχεται η αξιοπιστία της και συγκρίνεται με την μορφομετρία κατά τον κλασσικό ακτινολογικό έλεγχο (ΜRΧ) στην εκτίμηση των σπονδυλικών παραμορφώσεων στους συγκεκριμένους ασθενείς.Υλικά και Μέθοδος: Πραγματοποιήθηκαν μετρήσεις σε 42 ασθενείς με κυφοπλαστική λόγω οστεοπορωτικών σπονδυλικών καταγμάτων και αναλύθηκαν οι σπόνδυλοι από τον T4 μέχρι τον L4 με την VFA και την MRX. Μετρήθηκαν το πρόσθιο (ha), μέσο (hm) και οπίσθιο (hp) ύψος του σπονδυλικού σώματος και προσδιορίσθηκαν οι λόγοι ha/hp και hm/hp. Αναλύθηκαν για την VFA η συμφωνία αποτελεσμάτων του ίδιου παρατηρητή (IOA) και η συμφωνία αποτελεσμάτων μεταξύ ανεξάρτητων παρατηρητών (INA) για τους λόγους ha/hp και hm/hp καθώς και για την μέθοδο Genant σε επίπεδο σπονδύλου, ‘περιοχής της σπονδυλικής στήλης (θωρακική/ΘΜΣΣ ή οσφυϊκή/ΟΜΣΣ), σε επίπεδο ‘γειτονικών προς την κυφοπλαστική σπονδύλων’, και σε επίπεδο ‘σπονδύλων με κυφοπλαστική’. Σε κάθε επίπεδο χρησιμοποιήθηκε η μέση τιμή ha/hp και hm/hp. Στη συνέχεια, αναλύσαμε την συμφωνία μεταξύ VFA και MRX στον καθορισμό των λόγων ha/hp και hm/hp καθώς και μετά την διχοτόμηση των λόγων ha/hp περί της τιμής όριο που συνήθως χρησιμοποιείται για τον καθορισμό ενός κατάγματος. Αποτελέσματα: Οι IOA και INA για τους λόγους ha/hp και hm/hp στην VFA ήταν ‘σχεδόν τέλεια’ σε όλα τα επίπεδα (ICC 0.94-0.98). Η εφαρμογή της μεθόδου Genant κατά την VFA ανέδειξε επίσης ‘σχεδόν τέλεια’ INA (ICC=0.833). Η ανάλυση σε επίπεδο σπονδύλου έδειξε ‘σχεδόν τέλεια’ συμφωνία μεταξύ VFA και MRX για τον λόγο ha/hp [intraclass correlation coefficient, ICC=0.85], και ‘ισχυρή συμφωνία’ για τον λόγο hm/hp (ICC=0.78). Για τον λόγο ha/hp η συμφωνία ήταν ‘σχεδόν τέλεια’ τόσο στην ΘΜΣΣ (ICC=0.82) όσο και στην ΟΜΣΣ (ICC=0.87), ενώ για τον λόγο hm/hp η συμφωνία ήταν ‘ισχυρή’ στην ΘΜΣΣ (ICC=0.75) και ‘σχεδόν τέλεια’ στην ΟΜΣΣ (ICC=0.80). Η συμφωνία ήταν εξίσου ‘σχεδόν τέλεια’ σε επίπεδο ‘σπονδύλων με κυφοπλαστική’ (ICC=0.83) όσο και σε επίπεδο ‘γειτονικών προς την κυφοπλαστική σπονδύλων’ (ICC=0.80) για τον λόγο ha/hp. Όταν οι λόγοι ha/hp μετατράπηκαν σε κατάγματα (ναι ή όχι κάταγμα) χρησιμοποιώντας διαφορετικές τιμές κατώφλι για την διάγνωση κατάγματος (λόγοι ha/hp 0.75, 0.80 και 0.85) η συμφωνία μεταξύ των μεθόδων ήταν λιγότερο καλή, από μέτρια έως ουσιώδης (κ 0.52-0.63 στην ΟΜΣΣ και 0.53-0.66 στην ΘΜΣΣ). Χρησιμοποιώντας την κατάταξη Genant οι διαφορές στην ταξινόμηση των σπονδύλων ήταν περισσότερο προς την κατεύθυνση της MRX με 32 αναγνωρισμένα κατάγματα μόνο από την MRX και μόνο 5 μόνο από την VFA. Στη μελέτη αυτή, με επιπολασμό σφηνοειδών σπονδυλικών καταγμάτων 9.3%, οι δείκτες ακρίβειας sensitivity, specificity, positive predictive value (PPV) και negative predictive value (NPV) υπολογίστηκαν σε 0.522, 0.97, 0.87 και 0.92 αντίστοιχα. Συμπεράσματα: Η εφαρμογή της VFA σε ασθενείς με κυφοπλαστική έχει υψηλή επαναληψιμότητα και αναπαραγωγιμότητα. Η συμφωνία μεταξύ VFA και MRX στην εκτίμηση των λόγων ha/hp και hm/hm ήταν από ‘ισχυρή’ έως ‘σχεδόν τέλεια’ ανάλογα με το επίπεδο εξέτασης. Η συμφωνία στην αναγνώριση των σπονδυλικών καταγμάτων ήταν μέτρια. Οι διαφορές ήταν περισσότερο προς την κατεύθυνση της MRX. Η υψηλή τιμή του δείκτη NPV της VFA στους ασθενείς με κυφοπλαστική, δείχνει ότι η μέθοδος θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για τον εντοπισμό αυτών που χρήζουν περαιτέρω ακτινολογικού ελέγχου.


2020 ◽  
Vol 82 ◽  
pp. 101729
Author(s):  
M. Hajabdollahi ◽  
R. Esfandiarpoor ◽  
P. Khadivi ◽  
S.M.R. Soroushmehr ◽  
N. Karimi ◽  
...  

Neurosurgery ◽  
2020 ◽  
Author(s):  
Murat Alp Oztek ◽  
Nina A Mayr ◽  
Mahmud Mossa-Basha ◽  
Matthew Nyflot ◽  
Patricia A Sponseller ◽  
...  

Abstract BACKGROUND Spinal cord dose limits are critically important for the safe practice of spine stereotactic body radiotherapy (SBRT). However, the effect of inherent spinal cord motion on cord dose in SBRT is unknown. OBJECTIVE To assess the effects of cord motion on spinal cord dose in SBRT. METHODS Dynamic balanced fast field echo (BFFE) magnetic resonance imaging (MRI) was obtained in 21 spine metastasis patients treated with SBRT. Planning computed tomography (CT), conventional static T2-weighted MRI, BFFE MRI, and dose planning data were coregistered. Spinal cord from the dynamic BFFE images (corddyn) was compared with the T2-weighted MRI (cordstat) to analyze motion of corddyn beyond the cordstat (Dice coefficient, Jaccard index), and beyond cordstat with added planning organ at risk volume (PRV) margins. Cord dose was compared between cordstat, and corddyn (Wilcoxon signed-rank test). RESULTS Dice coefficient (0.70-0.95, median 0.87) and Jaccard index (0.54-0.90, median 0.77) demonstrated motion of corddyn beyond cordstat. In 62% of the patients (13/21), the dose to corddyn exceeded that of cordstat by 0.6% to 13.8% (median 4.3%). The corddyn spatially excursed outside the 1-mm PRV margin of cordstat in 9 patients (43%); among these dose to corddyn exceeded dose to cordstat >+ 1-mm PRV margin in 78% of the patients (7/9). Corddyn did not excurse outside the 1.5-mm or 2-mm PRV cord cordstat margin. CONCLUSION Spinal cord motion may contribute to increases in radiation dose to the cord from SBRT for spine metastasis. A PRV margin of at least 1.5 to 2 mm surrounding the cord should be strongly considered to account for inherent spinal cord motion.


2020 ◽  
Vol 59 ◽  
pp. 101924 ◽  
Author(s):  
Pedro M.M. Pereira ◽  
Rui Fonseca-Pinto ◽  
Rui Pedro Paiva ◽  
Pedro A.A. Assuncao ◽  
Luis M.N. Tavora ◽  
...  

Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document