論文の概要: Classification of Keratitis from Eye Corneal Photographs using Deep Learning
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.08935v1
- Date: Wed, 13 Nov 2024 10:58:39 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-11-15 15:24:58.807016
- Title: Classification of Keratitis from Eye Corneal Photographs using Deep Learning
- Title(参考訳): 深層学習による眼角写真からの角膜炎の分類
- Authors: Maria Miguel Beirão, João Matos, Tiago Gonçalves, Camila Kase, Luis Filipe Nakayama, Denise de Freitas, Jaime S. Cardoso,
- Abstract要約: 角膜炎は、低所得国と中所得国(LMIC)の視覚障害の10%を占める炎症性角膜疾患である
本研究では,感染源を診断するための異なる深層学習手法について検討し,比較した。
我々は,Multitask V2において,0.7413-0.7740(バクテリア),0.8395-0.8725(ファンギ),0.9448-0.9616(アメーバ)のレシーバ動作特性曲線 (AUROC) の信頼区間で最高の結果を得た。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 2.5633724723473352
- License:
- Abstract: Keratitis is an inflammatory corneal condition responsible for 10% of visual impairment in low- and middle-income countries (LMICs), with bacteria, fungi, or amoeba as the most common infection etiologies. While an accurate and timely diagnosis is crucial for the selected treatment and the patients' sight outcomes, due to the high cost and limited availability of laboratory diagnostics in LMICs, diagnosis is often made by clinical observation alone, despite its lower accuracy. In this study, we investigate and compare different deep learning approaches to diagnose the source of infection: 1) three separate binary models for infection type predictions; 2) a multitask model with a shared backbone and three parallel classification layers (Multitask V1); and, 3) a multitask model with a shared backbone and a multi-head classification layer (Multitask V2). We used a private Brazilian cornea dataset to conduct the empirical evaluation. We achieved the best results with Multitask V2, with an area under the receiver operating characteristic curve (AUROC) confidence intervals of 0.7413-0.7740 (bacteria), 0.8395-0.8725 (fungi), and 0.9448-0.9616 (amoeba). A statistical analysis of the impact of patient features on models' performance revealed that sex significantly affects amoeba infection prediction, and age seems to affect fungi and bacteria predictions.
- Abstract(参考訳): 角膜炎は、低所得国や中所得国(LMIC)の視覚障害の10%を占める炎症性角膜疾患であり、細菌、真菌、アメーバが最も一般的な感染源である。
正確な診断は選択された治療と患者の視力に欠かせないが, LMICでは高コストで臨床診断が限られたため, 精度は低いものの, 臨床観察のみで診断を行うことが多い。
本研究では,感染源を診断するための異なる深層学習アプローチについて検討し,比較する。
1) 感染型予測のための3つの別個のバイナリモデル
2)共有バックボーンと3つの並列分類層を持つマルチタスクモデル(Multitask V1)
3)共有バックボーンとマルチヘッド分類層を有するマルチタスクモデル(Multitask V2)。
ブラジルの人工角膜を用いた経験的評価を行った。
我々は,Multitask V2において,0.7413-0.7740(バクテリア),0.8395-0.8725(ファンギ),0.9448-0.9616(アメーバ)のレシーバ動作特性曲線(AUROC)の信頼区間で最高の結果を得た。
患者の特徴がモデルの性能に与える影響を統計的に分析したところ、セックスはアメーバ感染の予測に大きく影響を与え、年齢は菌類や細菌の予測に大きく影響していることが明らかとなった。
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