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基于深度残差网络研发辅助诊断软件用于X线胸片分类诊断

张晓东; 孙兆男; 任昕; 周宇; 周雯; 李建辉; 谢辉辉; 刘婧; 张虽虽; 李津书; 王霄英 北京大学第一医院医学影像科; 北京100034; 北京赛迈特锐医学科技有限公司; 北京100011
  • 深度学习
  • 人工智能
  • 深度残差网络
  • 胸部x线片
  • 用例

摘要:目的:研究以深度残差网络(ResNet)为基础架构建立深度学习模型,对X线胸片(CXR)做出“有发现”与“无发现”鉴别诊断的可行性。方法:回顾性收集2017年1月1日至2018年7月1日的连续CXR图像及诊断报告,经过数据清洗后分为“无发现”组(无任何异常发现,诊断印象为“两肺心膈未见异常”,共9765例)与“有发现”组(诊断印象中提及了一种以上影像所见,共9956例)。使用ResNet152(152 layers)作为二分类模型的基础架构,结合Grad-CAM技术生成模型激活热图,训练二分类模型。数据随机分为训练集(70%)、调优集(20%)和测试集(10%)。以测试集的预测结果检测CXR二分类模型的效能。结果:在测试集中(“有发现”者1018例,“无发现”者995例),CXR二分类模型鉴别“有发现”与“无发现”的精确度分别为0.885和0.894,召回率分别为0.898和0.880,F1-分数分别为0.891和0.887,ROC曲线下面积均为0.96。结论:使用CXR二分类模型可对X线胸片做出“无发现”与“有发现”的预测。

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