科亞醫療新冠AI檢測研究成果,被放射頂刊《Radiology》收錄

雷鋒網消息,北京時間3月20日,科亞醫療區分新冠肺炎與一般肺炎的“CT+AI”檢測研究成果,被國際頂級放射學期刊《Radiology》收錄並發表,這是《Radiology》發表的首個新冠診斷評估論文。論文標題為《基於肺部CT的人工智能檢測COVID-19和社區獲得性肺炎:診斷準確性評估》

科亚医疗新冠AI检测研究成果,被放射顶刊《Radiology》收录

肺部CT異常是新冠肺炎最典型的影像學表現,部分患者肺部影像改變早於臨床症狀,CT已成為當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,科亞醫療採用深度學習技術,開發新冠肺炎的3D檢測神經網絡—COVNet(如圖1所示),從肺部CT中提取各類影像特徵鑑別新冠肺炎。

科亚医疗新冠AI检测研究成果,被放射顶刊《Radiology》收录

圖1. 新冠肺炎檢測神經網絡COVNet框架圖

(COVID-19:新冠肺炎;CAP:社區獲得性肺炎;Non-Pneumonia:其他非肺炎)

為開發和驗證該模型的準確性和穩健性,此次研究在六家醫院收集了從2016年8月至2020年2月間共計3322名患者的4356例CT數據,其中包括新冠肺炎、社區獲得性肺炎(非新冠)、以及其他非肺炎患者的CT檢查數據。

在獨立測試集中驗證表明,科亞醫療研發的COVNet對新冠肺炎的鑑別靈敏度和特異性分別高達89.76%和95.77%,ROC(受試者工作特徵)曲線下面積AUC為0.96。

同時,科亞醫療驗證了模型對社區獲得性肺炎的鑑別準確性(靈敏度86.85%,特異性92.28%,AUC為0.95)。研究結果證明了COVNet可以準確地檢測出新冠肺炎,並將其與社區獲得性肺炎和其他肺部疾病區分開。

為了提高模型的可解釋性,科亞醫療的研究團隊基於加權梯度類激活映射方法,來可視化導致深度學習模型COVNet做出決策的重要區域(由模型自動生成)。

科亚医疗新冠AI检测研究成果,被放射顶刊《Radiology》收录

圖2.新冠肺炎、社區獲得性肺炎、及非肺炎病例CT的可疑區域熱圖。

COVNet做出了決策的重要區域熱圖,a、b、c列分別展示了新冠肺炎、社區獲得性肺炎、其他非肺炎數據的CT圖(上)和可疑區域熱圖(下)。這些熱圖表明,COVNet最為關注異常區域,同時正確地忽略正常區域,以幫助算法框架識別出病灶區域並做出準確的疾病鑑別。


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