論文の概要: Automatic Diagnosis of Carotid Atherosclerosis Using a Portable Freehand
3D Ultrasound Imaging System
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2301.03081v1
- Date: Sun, 8 Jan 2023 17:35:36 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-10 18:48:42.724528
- Title: Automatic Diagnosis of Carotid Atherosclerosis Using a Portable Freehand
3D Ultrasound Imaging System
- Title(参考訳): 携帯型フリーハンド3次元超音波画像システムによる頸動脈硬化の診断
- Authors: Jiawen Li, Yunqian Huang, Sheng Song, Hongbo Chen, Junni Shi, Duo Xu,
Haibin Zhang, Man Chen, Rui Zheng
- Abstract要約: 本研究の目的は,携帯型フリーハンド3D超音波(US)イメージングシステムを用いて,頸動脈硬化の深層学習に基づく診断・診断技術を開発することである。
合計127個の頸動脈データセットを携帯型3DUS画像システムを用いて取得した。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 9.598494620153609
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Objective: The objective of this study is to develop a deep-learning based
detection and diagnosis technique for carotid atherosclerosis using a portable
freehand 3D ultrasound (US) imaging system. Methods: A total of 127 3D carotid
artery datasets were acquired using a portable 3D US imaging system. A U-Net
segmentation network was firstly applied to extract the carotid artery on 2D
transverse frame, then a novel 3D reconstruction algorithm using fast dot
projection (FDP) method with position regularization was proposed to
reconstruct the carotid artery volume. Furthermore, a convolutional neural
network was used to classify the healthy case and diseased case qualitatively.
3D volume analysis including longitudinal reprojection algorithm and stenosis
grade measurement algorithm was developed to obtain the clinical metrics
quantitatively. Results: The proposed system achieved sensitivity of 0.714,
specificity of 0.851 and accuracy of 0.803 respectively in diagnosis of carotid
atherosclerosis. The automatically measured stenosis grade illustrated good
correlation (r=0.762) with the experienced expert measurement. Conclusion: the
developed technique based on 3D US imaging can be applied to the automatic
diagnosis of carotid atherosclerosis. Significance: The proposed deep-learning
based technique was specially designed for a portable 3D freehand US system,
which can provide carotid atherosclerosis examination more conveniently and
decrease the dependence on clinician's experience.
- Abstract(参考訳): 目的: 本研究の目的は, 携帯型3次元超音波画像システムを用いた頸動脈硬化症の深層学習に基づく検出・診断手法の開発である。
方法: 携帯型3DUS画像システムを用いて, 合計127個の頸動脈データセットを得た。
まず, u-netセグメンテーションネットワークを用いて2次元横行フレーム上の頸動脈を抽出し, 頸動脈容積の再構成のために高速ドット投影(fdp)法を用いた新しい3次元再構成アルゴリズムを提案した。
さらに、畳み込みニューラルネットワークを用いて、健康な症例と病気の症例を質的に分類した。
経時的再投射法と狭窄度測定法を含む3次元体積解析を行い,定量的に測定した。
結果: 頸動脈硬化症の診断において, 感度は0.714, 特異度0.851, 精度0.803であった。
自動測定した狭窄度(r=0.762)は経験者測定と良好な相関を示した。
結論: 頸動脈硬化症の自動診断には, 3D US 画像を用いた技術が有効である。
意義: 提案手法は携帯型3DフリーハンドUSシステムのために特別に設計され, 頸動脈硬化検査をより便利に行い, 臨床経験への依存度を低減できる。
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