論文の概要: CIRCA: comprehensible online system in support of chest X-rays-based
COVID-19 diagnosis
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2210.05440v1
- Date: Tue, 11 Oct 2022 13:30:34 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2022-10-12 17:23:37.866069
- Title: CIRCA: comprehensible online system in support of chest X-rays-based
COVID-19 diagnosis
- Title（参考訳）: 胸部x線診断支援のための理解可能なオンラインシステムcirca
- Abstract要約: 深層学習技術は、新型コロナウイルスの迅速検出と疾患の進行のモニタリングに役立つ。
5つの異なるデータセットを使用して、モデルトレーニングのための23の799 CXRの代表的なデータセットを構築した。
The U-Net-based model was developed to identified a clinically relevant region of the CXR。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 37.41181188499616
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Due to the large accumulation of patients requiring hospitalization, the
COVID-19 pandemic disease caused a high overload of health systems, even in
developed countries. Deep learning techniques based on medical imaging data can
help in the faster detection of COVID-19 cases and monitoring of disease
progression. Regardless of the numerous proposed solutions for lung X-rays,
none of them is a product that can be used in the clinic. Five different
datasets (POLCOVID, AIforCOVID, COVIDx, NIH, and artificially generated data)
were used to construct a representative dataset of 23 799 CXRs for model
training; 1 050 images were used as a hold-out test set, and 44 247 as
independent test set (BIMCV database). A U-Net-based model was developed to
identify a clinically relevant region of the CXR. Each image class (normal,
pneumonia, and COVID-19) was divided into 3 subtypes using a 2D Gaussian
mixture model. A decision tree was used to aggregate predictions from the
InceptionV3 network based on processed CXRs and a dense neural network on
radiomic features. The lung segmentation model gave the Sorensen-Dice
coefficient of 94.86% in the validation dataset, and 93.36% in the testing
dataset. In 5-fold cross-validation, the accuracy for all classes ranged from
91% to 93%, keeping slightly higher specificity than sensitivity and NPV than
PPV. In the hold-out test set, the balanced accuracy ranged between 68% and
100%. The highest performance was obtained for the subtypes N1, P1, and C1. A
similar performance was obtained on the independent dataset for normal and
COVID-19 class subtypes. Seventy-six percent of COVID-19 patients wrongly
classified as normal cases were annotated by radiologists as with no signs of
disease. Finally, we developed the online service (https://circa.aei.polsl.pl)
to provide access to fast diagnosis support tools.
- Abstract（参考訳）: 新型コロナウイルス(COVID-19)のパンデミックは、入院を必要とする患者が大量に蓄積しているため、先進国でも医療システムの過剰な増加を引き起こした。
医療画像データに基づくディープラーニング技術は、covid-19症例の早期検出と疾患進行の監視に役立つ。
肺x線に対する様々な解決策が提案されているが、いずれもクリニックで使用できる製品ではない。
5つの異なるデータセット(polcovid, aiforcovid, covidx, nih, artificially generated data)を使用して、モデルトレーニングのための23799cxrの代表データセットを構築し、1つの050イメージをホールドアウトテストセットとして、44247を独立テストセット(bimcvデータベース)として使用した。
cxrの臨床的に関連する領域を特定するために、u-netベースのモデルが開発された。
各画像クラス(正常,肺炎,COVID-19)は2Dガウス混合モデルを用いて3つのサブタイプに分けられた。
InceptionV3ネットワークからの予測を、処理されたCXRと高密度ニューラルネットワークに基づいて集約するために、決定木を使用した。
肺分画モデルでは、sorensen-dice係数は検証データセットで94.86%、テストデータセットで93.36%であった。
5倍のクロスバリデーションでは,全クラスの精度は91%から93%であり,感度やPVよりもわずかに高い特異性を示した。
ホールドアウトテストセットでは、バランスの取れた精度は68%から100%であった。
最高性能はn1,p1,c1のサブタイプで得られた。
正常およびCOVID-19クラスサブタイプの独立したデータセットで同様のパフォーマンスが得られた。
正常例に分類された新型コロナウイルスの76%は、放射線科医が病気の兆候がないと注釈を付けていた。
最後に、高速診断支援ツールへのアクセスを提供するオンラインサービス(https://circa.aei.polsl.pl)を開発しました。
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