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200229 读文献:基于深度学习预测CT图像表现为磨玻璃结节的

200229 读文献:基于深度学习预测CT图像表现为磨玻璃结节的

作者: dicklim | 来源:发表于2020-02-29 23:57 被阅读0次

文章指路:https://doi.org/10.1007/s00330-019-06533-w

摘要

摘要

目的:

本文主要目的是应用AI来预测CT表现为磨玻璃结节的肺腺癌。
也将结果与放射科医生的判断进行了对比来判断模型的表现。

purpose

方法学研究

数据集建立

本次研究纳入从两个中心组织病理学确认的828例磨玻璃结节。
所有磨玻璃结节都满足以下纳入条件条件:

  • 手术切除后进行了病理切片确认
  • 所有结节都是一阶段的非小细胞肺癌(stage I NSCLC)
  • 结节最大径在3mm到30mm之间
    对于每一个病人有以下条件:
  • 有明确胸外肿瘤手术后的病理报告
  • CT图像为横切面图像,并且图像表现为磨玻璃结节
  • 选择术前最新的一次CT影像资料

828个结节中,来自上海肺科医院的102个结节被用来制作测试集,来自复旦大学肿瘤医院的726个结节被用于制作训练集


病人基线

预处理

将CT图像-1000HU~400HU的分辨率,转到RGB图像的0-255的分辨率下,并且转成8-bit的灰度图。由影像科医生确定结节中心位置,然后以结节中心位置重建出64×64×64空间内结节的三视图。三视图被合成到RGB图像的三条通道中,最后使用了data arguement来扩充数据容量:(因为IA数量较少,所以用data arguement来平衡训练集)

  • 高斯噪声
  • 旋转图像
  • 上下或左右颠倒
  • 伽马校正
  • 中心旋转
图像预处理

神经网络模型

使用模型改自ResNet,optimize = RMSprop,loss = CrossEntropy,lr = 0.001,iteration = 5000,batch_size = 24
代码:https://github.com/GongJingUSST/ResidualLearningCNN
(那天我也可以po自己的代码就好了哭哭)

model

效果衡量

找两个放射科医生进行了一个observer study。两个医生看片子,5分钟之内给出自己关于是否是IA的判断,关于实质性成分以及是否是IA的判断分为五个等级见下表


影像科医生判断分级

衡量指标主要是ROC那一系列,ACC、F1等。

结果

下图显示的是影像科医生和两个模型的结果


结果比较

下图显示了两个影像科医生判断的实质性组织量的分布


实质性分布
ROC比较
ROC

讨论部分

董劳斯意思写的水平不是很高,总结一下亮点吧:

  1. 建立了带有病理数据的数据集
  2. 让和两个影像学医生进行了对比
  3. 用残差网络避免了梯度下降

局限:

  1. 数据集数据集还是不足,导致过拟合
  2. 对于信息系利用局限于64*64的图像内,不像影像科医生可以利用整个图片的信息,以及病人信息,历史数据啥的
  3. 影像科医生的读图有时间限制,和真实的临床情况不一样
  4. 对于模型的不够的解读(?)

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