Pipeline EAT: từ Label → Training → Inference
Nguyên tắc cốt lõi: ML định vị vùng (ROI), phép tính HU deterministic ra con số. Model chỉ khoanh vùng màng ngoài tim (pericardium); giá trị EAT là phép đếm voxel mỡ trong vùng đó — hoàn toàn audit được, model không "đoán" ra số.
1Data & HU verification
Đọc chuỗi CT, dựng volume 3D với giá trị Hounsfield Unit (HU) đúng. HU đúng là điều kiện sống còn — mỡ nằm trong dải HU
−190…−30, nên sai HU là sai toàn bộ downstream. Ta cross-check độc lập (SimpleITK vs pydicom) để đảm bảo.
2Silver labeling — tạo nhãn pericardium
Chưa có nhãn pericardium do người vẽ, nên ta bootstrap nhãn "silver": TotalSegmentator khoanh vùng tim (whole-heart) → dựng ROI khoang màng ngoài tim xấp xỉ = convex-hull theo lát cắt + nới 3mm.
| Bước | Công cụ | Đầu ra |
|---|---|---|
| Localize tim | TotalSegmentator (GPU) | heart mask |
| Dựng ROI pericardium | convex-hull + dilation EDT | silver mask (200 ca) |
| Đo EAT (baseline) | đếm HU −190…−30 | EAT median 98 mL |
3Training — nnU-Net segmenter pericardium
Huấn luyện model học khoanh pericardium từ 200 nhãn silver, thay cho chuỗi heuristic. Đánh giá trên 40 ca held-out (không dùng khi train).
| Model | Held-out Dice | Inference/ca | Ghi chú |
|---|---|---|---|
| 3d_fullres (250 epoch) | 0.9596 | ~100 s | độ phân giải gốc |
| 3d_lowres (100 epoch) | 0.9716 | ~32 s | ROI thô, ~3× nhanh hơn |
Dice = độ trùng khớp vùng (1.0 là hoàn hảo). Lowres đạt Dice cao hơn vì pericardium là vùng lớn/mượt, model coarse ít overfit chi tiết biên.
4Optimize — TensorRT FP16 (edge)
Chuyển model sang engine TensorRT FP16 để chạy nhanh, self-contained trên Jetson. Kiểm chứng độ chính xác không đổi:
ONNX export → onnx.checker OK, argmax vs torch 99.996% TensorRT → trtexec --fp16 → pericardium_fp16.plan Verify → Dice(TRT, torch) = 0.9997 trên ca held-out
5Inference & đo EAT — ảnh tham khảo
Trên ca mới: CT → model khoanh pericardium (cyan) → đếm voxel mỡ (đỏ, HU −190…−30) trong vùng → EAT (mL). Con số hoàn toàn deterministic từ HU.
6Hình 3D — phân bố mỡ trong không gian
Dựng lại 3D từ mask: vỏ pericardium (cyan, trong suốt) bao ngoài, mỡ EAT (đám mây điểm đỏ) bên trong, nhìn từ 3 góc. Thấy rõ mỡ tập trung ở rãnh vành & quanh buồng tim, và so sánh trực quan lượng mỡ giữa các ca.
✓Tóm tắt cho báo cáo
| Hạng mục | Trạng thái |
|---|---|
| Pipeline end-to-end (data → EAT) | Chạy được |
| Model pericardium (nnU-Net) | Dice held-out 0.96–0.97 |
| Tối ưu edge (TensorRT FP16) | parity 0.9997, ~32 s/ca (lowres) |
| Chạy on-device (Jetson AGX Orin) | không gửi dữ liệu ra ngoài |