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本文作者: 劉海濤 | 2020-03-20 13:07 |
雷鋒網(wǎng)消息,北京時(shí)間3月20日,科亞醫(yī)療區(qū)分新冠肺炎與一般肺炎的“CT+AI”檢測(cè)研究成果,被國(guó)際頂級(jí)放射學(xué)期刊《Radiology》收錄并發(fā)表,這是《Radiology》發(fā)表的首個(gè)新冠診斷評(píng)估論文。論文標(biāo)題為《基于肺部CT的人工智能檢測(cè)COVID-19和社區(qū)獲得性肺炎:診斷準(zhǔn)確性評(píng)估》
肺部CT異常是新冠肺炎最典型的影像學(xué)表現(xiàn),部分患者肺部影像改變?cè)缬谂R床癥狀,CT已成為當(dāng)前篩查與診斷新冠肺炎的主要手段。
在回顧性的多中心研究中,科亞醫(yī)療采用深度學(xué)習(xí)技術(shù),開發(fā)新冠肺炎的3D檢測(cè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)—COVNet(如圖1所示),從肺部CT中提取各類影像特征鑒別新冠肺炎。
圖1. 新冠肺炎檢測(cè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)COVNet框架圖
(COVID-19:新冠肺炎;CAP:社區(qū)獲得性肺炎;Non-Pneumonia:其他非肺炎)
為開發(fā)和驗(yàn)證該模型的準(zhǔn)確性和穩(wěn)健性,此次研究在六家醫(yī)院收集了從2016年8月至2020年2月間共計(jì)3322名患者的4356例CT數(shù)據(jù),其中包括新冠肺炎、社區(qū)獲得性肺炎(非新冠)、以及其他非肺炎患者的CT檢查數(shù)據(jù)。
在獨(dú)立測(cè)試集中驗(yàn)證表明,科亞醫(yī)療研發(fā)的COVNet對(duì)新冠肺炎的鑒別靈敏度和特異性分別高達(dá)89.76%和95.77%,ROC(受試者工作特征)曲線下面積AUC為0.96。
同時(shí),科亞醫(yī)療驗(yàn)證了模型對(duì)社區(qū)獲得性肺炎的鑒別準(zhǔn)確性(靈敏度86.85%,特異性92.28%,AUC為0.95)。研究結(jié)果證明了COVNet可以準(zhǔn)確地檢測(cè)出新冠肺炎,并將其與社區(qū)獲得性肺炎和其他肺部疾病區(qū)分開。
為了提高模型的可解釋性,科亞醫(yī)療的研究團(tuán)隊(duì)基于加權(quán)梯度類激活映射方法,來(lái)可視化導(dǎo)致深度學(xué)習(xí)模型COVNet做出決策的重要區(qū)域(由模型自動(dòng)生成)。
圖2.新冠肺炎、社區(qū)獲得性肺炎、及非肺炎病例CT的可疑區(qū)域熱圖。
COVNet做出了決策的重要區(qū)域熱圖,a、b、c列分別展示了新冠肺炎、社區(qū)獲得性肺炎、其他非肺炎數(shù)據(jù)的CT圖(上)和可疑區(qū)域熱圖(下)。這些熱圖表明,COVNet最為關(guān)注異常區(qū)域,同時(shí)正確地忽略正常區(qū)域,以幫助算法框架識(shí)別出病灶區(qū)域并做出準(zhǔn)確的疾病鑒別。
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