الكاتب | أوفير Gozes، مايان FRID-آذار، الخ
المترجم | ليو تشانغ
أنتجت | AI معسكر التكنولوجيا (ID: rgznai100)
وكان انتشار جديد تاج الفيروس بسرعة كبيرة، وحياة المليارات من الناس لها تأثير كبير. ويرجع ذلك إلى الصدر غير متناظرة وقد تبين CT لكشف وقياس وأداة فعالة لتتبع المرض، يمكننا تطوير خوارزميات التعلم العميق للمساعدة في تحليل الصور الكبيرة الصدر CT.
الهدف: تطوير CT التلقائي أدوات تحليل الصور استنادا لمنظمة العفو الدولية، واثبات انهم قادرون على التاجى في المرضى الذين يعانون من الناس غير منفصل يعانون من منطقة المرض.
البيانات والأساليب: عدد وافر من مجموعات البيانات من المناطق مرض الدولية المصابين من الصين. وتقترح هذه الورقة طريقة استخدام 2D و 3D عمق تعلم النماذج، والتعديلات والتعديلات النظم القائمة ونماذج منظمة العفو الدولية ومجموعة من تقديره السريري.
استعرضت هذه الورقة عددا من التجارب لتحليل أداء النظام الصدر المشبوهة CT يتميز COVID-19 في الاختبار، واستخدام عرض 3D للتحقق كل تقييم المريض من تطور المرض مع مرور الوقت، ويكون لها "النتيجة الاكليلية." وشملت الدراسة 157 مريضا الدولية (الصين والولايات المتحدة) مجموعة الاختبار.
النتائج: نتائج CT الصدر وتصنيف التاجى غير التاجى هو 0.996 AUC (95 CI: ،989-1،00)، وهي النتيجة في مكافحة العدوى ومجموعات البيانات المريض في الصين. نتائج استخدمت فعلا: حساسية 98.2، 92.2 خصوصية.
للمرضى التاجى، وقياس كمي للنظام يمكن أن يكون غير شفاف صغير (عن طريق قطرها الحجم)، وعرض مرئي حجم 3D أكبر مبهمة المستندة إلى شريحة "خارطة الحرارة" أو. المقترح "تاج (كورونا) درجة" يمكن قياس الوقت لتطور المرض مع مرور الوقت.
ملخص: ويجري حاليا توسيع نطاق هذه الدراسة الأولية لحشد أكبر لإثبات أن تحليل الصور استنادا AI-يمكن اكتشاف وتحديد الفيروس التاجي ومرض تتبع الحصول على نتائج دقيقة للغاية.
مقدمة
وكان الانتشار السريع للعدوى الفيروس التاجي، حياة المليارات من الناس لها تأثير هائل على أساس وقد تم تحليل البيانات الحالية، ومعدل الوفيات من حوالي 3.4.
الناس حساسية للمعايير التشخيص الحالية في الأداء عندما شكك في الأصل المرض. وتمت مقارنة فانغ وآخرون غير المتماثلة الحراري حساسية الصدر CT وRT-PCR كشف عن الأحماض النووية الفيروسية (RT-PCR)، تم الكشف عن ذلك في إشارة مستوى COVID-19. كان دراستهم التي شملتها الدراسة 51 تاريخ الإقامة أو السفر في المناطق الموبوءة، المرضى الذين يعانون من حمى غير معروفة السبب أو الحاد أعراض تنفسية. وتلقى المرضى الذين الاختبار الأولي والمتكرر RT-PCR. مستواهم هو تشخيص العدوى COVID 19 التأكيد النهائي من المسلسل اختبار RT-PCR.
الصدر غير المتماثلة CT-19 COVID عدوى حساسية الكشف عن 98، ويظهر ورقة الحالات حيث CT هو الزجاج البؤري أو التعتيم منتشر. وقد أظهرت الأبحاث شيه وآخرون. وبيرنهايم وغيرها التي تشكل الصدر CT الموحلة الزجاج الأرض هو سمة من المرض، وخاصة في وحول توحيد عتامة الرئوية الثنائية. وأشار الباحثون إلى أنه مع تمديد الوقت من ظهور الأعراض، وشدة المرض أيضا زيادات، ويصف علامات لاحقة من المرض، بما في ذلك أكبر الضرر الرئة، عتامة الخطية، وهلم جرا. 28 من المرضى الذين يعانون في وقت مبكر، 76 من المرضى الذين يعانون من المعتدلين و 88 من المرضى الذين يعانون من أمراض الرئة المتقدمة لديها ظاهرة الثنائية التالفة.
أحدث عروض الأبحاث التي قدمت مرة واحدة استخدام الصدر CT لتشخيص المريض أو قرارات الفرز، تحتاج إلى تحديد ما عدد كبير جدا من الصور الإشعاعية. تقنيات الذكاء الاصطناعي، وخاصة التعلم العميق أداة تحليل الصور، ويمكن تطويرها لأطباء الأشعة تساعد على البيانات تصنيف وقياس وتحليل الاتجاهات. حل AI لديه تحليل بالتوازي المحتمل لحالات متعددة والصدر CT لاكتشاف ما إذا كان أي الرئتين غير طبيعية. إذا كان البرنامج يشير إلى أن يزيد بشكل كبير من احتمال الإصابة بأمراض، يمكنك وضع علامة خارج القضية، لطبيب الأشعة أو الطبيب لمزيد من الفحص لإمكانية العلاج / العزلة.
تطوير خوارزميات التعلم العميقة عادة ما تتطلب المراحل التالية: أولا، مرحلة جمع البيانات، بما في ذلك الحاجة إلى جمع كميات كبيرة من عينات البيانات من فئات محددة مسبقا، الخبراء الحاجة إلى البيانات علق، وثانيا، مرحلة التدريب، الذي جمع البيانات للتدريب نموذج الشبكة. يجب أن يكون لكل فئة التمثيل الكافي. في مرحلة التدريب، فإن شبكة تولد تلقائيا عدد كبير من المعلمات (عادة عدة ملايين). ثالثا، مرحلة الاختبار، حيث مجموعة أخرى من البيانات لن تستخدم في التدريب المقدم إلى الشبكة، والناتج من الاختبارات الإحصائية الشبكة لتحديد ما إذا كان النجاح التصنيف.
لأن البيانات عينة من الفيروسات الجديدة محدودة للغاية، وبالتالي، فإننا يفترض هنا يمكن استخدامها لتعديل والتكيف مع النماذج الحالية وفهمها AI السريرية لتطوير بسرعة مجموعة من الأدوات المستندة AI. هدفنا هو تطوير أدوات تحليل الصور CT التلقائي استنادا إلى عمق التعلم، وإثبات أنه يمكن فصلها عن الفيروس التاجي في المرضى الذين لا يعانون من هذا المرض في منطقة المرضى، وذلك للكشف عن المرض، الكمي والدعم تتبع.
طريقة
النظام المقترح لديه صورة CT المدخلات الصدر ولها وظيفة علامة COVID 19 حالة مشتبه بها. وعلاوة على ذلك، في الحالات تصنف على أنها إيجابية، وإخراج النظام والرئة تشوهات تحديد المواقع القياسات التين. ويبين الشكل 1 رسم تخطيطي لكتلة من نظام التنمية.
ويتكون النظام من عدة مكونات، وفي حالتين تحليل CT مستويات مختلفة: الفرعي A: عن طريق الخوارزميات التقليدية SOTA حالات السل وحجم التنسيق تحليل سحابة 3D كانت الحالة، دون-B: لكل شرائح، وقد وصفت انتشارا مع تحليل 2D المطورة حديثا للكشف عن مجموعة واسعة من المواقع والتعتيم، بما في ذلك زجاج بلوري كدولة التاجى المظاهر السريرية. لالفرعي A، هنا، وذلك باستخدام البرمجيات التجارية للكشف عن عقيدات صغيرة وعتامة الرئوية ضمن حجم 3D. هذا البرنامج هو الرئوية حلول الكشف عن أمراض المتقدمة يمكن أن توفر القياسات الكمية (بما في ذلك قياس حجم، ويقاس محوريا (RECIST)، HU الكشف عن قيمة تكلس وتوصيف نسيج متين، من alkylene الصلبة وGG). منذ التعتيم من الزجاج الأرض (GGO) في دراسة حديثة أصبحت واحدة من السمات الرئيسية من COVID-19، تفترض المؤلفون أن البرامج الموجودة يمكن الكشف عن الآفات قضايا صغيرة الحجم.
ويمكن أن يرى في FIG 2 (A) على سبيل المثال: يظهر التاجى حالتين حيث تعكر ضعيفة نسبيا. بالإضافة إلى الكشف عن الشذوذ في الخارج، وأيضا فإنه يوفر قدرا من نتيجة الموقع. في كل حال، فإن البرنامج الفردية الكشف عن التركيز ومبهمة، ويعرض صورة الكشف عن غموض وتجزئة النتائج. وأخيرا، يتم إنشاء الآفة تلقائيا وقدمت قائمة من الميزات.
وقد صممت حلول الحالية الكشف عن أمراض الرئة للقيام بمهام الكشف عن العقيدات شيدت لأنه لا يمكن الاعتماد عليها للكشف عن عتامة عقيدية أكثر انتشارا. لذلك يقترح المؤلف حل للبيانات مدفوعة على أساس كل شريحة، كما هو مبين في الشكل الفرعي B.
في هذه الورقة، والحل (B)، فإن الخطوة الأولى هي مرحلة التقسيم الرئة: كما المستخدمة هنا، وحدة تجزئة الرئة الرئوية مقتطفات المنطقة ذات الاهتمام (العائد على الاستثمار)، وخطوة تقسيم الصورة يمكن إزالتها بحيث الكشف عن جزء مستقل من أمراض الرئة. في الخطوة التالية، وتركز المؤلفين للكشف عن تشوهات التاجى المرتبطة بها: هذه الاستخدامات المادة Resnet-50-2D عمق التفاف الشبكة العصبية، كما هو الحال في مجال التصوير الطبي، المعلمات شبكة صقل رقة أخرى من أجل حل المشاكل الحالية، كل شريحة والمشروح المرضى كالمعتاد (ن = 1036) مع شاذ (ن = 829). للتغلب على عدد محدود من الحالات، ونحن نستخدم تقنية البيانات تعزيز (دوران الصورة، زراعة المحاصيل، والتقليب الأفقي). في خطوة لاحقة، وكشف شذوذ، نظرا لشريحة جديدة، وتصنف على أنها إيجابية، والمادة استخراج "خارطة تفعيل الشبكة"، والذي يتوافق مع FIG المنطقة تساهم أكثر من غيرها في قرار الشبكة.
FIG 2 (B) يبين النتائج المثالية COVID-19 أربعة أقسام تصنف على أنها غير طبيعية. الجزء العلوي هو صورة CT. الجزء السفلي من الخريطة اللون المطابق. الأحمر يشير إلى أكبر الأوزان الشبكة، في حين يشير اللون الأزرق الأضعف. ونلاحظ أن هذا يشير بقوة إلى أن الشبكة قد علمت السمات الهامة المرتبطة COVID 19 التعبيرات.
من أجل توفير استعراض حالة الكامل، ونحن الجمع بين النظم الفرعية تحليل A-3D و B-2D مستوى شريحة الفرعي الانتاج. في الشكل (3)، ونحن نرى حالات التاجى، والرسم البياني الناتج المشترك للنظام المقترح كذلك. ويمكننا أن نرى عقيدية التنسيق الأخضر ومنتشر كشف غموض والأحمر هو أكبر اختبار التعتيم. هذه النظم الفرعية اثنين تكمل بعضها البعض وتعزز بعضها البعض في موقف معين.
بالإضافة إلى التصور، سيقوم النظام تلقائيا استخراج تعدد الناتج من الفائدة، بما في ذلك التعتيم لكل شريحة (2D) وتحديد المواقع وحدة التمثيل 3D من غموض الرئتين.
وتقترح هذه الورقة أيضا نتيجة كورونا، والنتيجة هي مقياس لحجم جزء معتم. وتحسب عن طريق جمع حجم شبكة FIG تفعيلها، والنتيجة من سمك شريحة والملعب بكسل هي أيضا قوية. لرصد التقدم المحرز في مرض المريض، يوصي الكتاب على استخدام درجة كورونا نسبيا، والذي يحسب باستخدام أول درجة نقطة زمنية سوف يسجل تطبيع كورونا.
نتيجة
فعلت الكتاب سلسلة من التجارب لتوضيح أداء أدوات التحليل الآلي.
1 تصنيف
استخدمت الكتاب 10 من الصين مجموعة البيانات كمجموعة الاختبار، والاختبار الرئيسي من القدرة على كشف وتمييز التاجى. عندما عتبة 1.1 (النسبة المئوية للكشف إيجابي من المقاطع الإيجابية وحضنت مع قسم الرئة)، ويمكن الحصول على 98.2 من الحالات ومستوى حساسية خصوصية 92.2. عندما عتبة 1.9، سوف 96.4 لديهم حساسية وخصوصية 98.
2، وبعد فترة من التقييم
في نهاية التجربة، تم تقييم المرضى الأولى CT نقطة التصوير المسح الضوئي من الوقت في 1-4 أيام بعد الحلقة الأولى فيروس (حمى، سعال).
5 تتبع التاجى في المرضى الذين يعانون من تعكر محددة الفيروسي حول نتائج الوقت (المربع الأحمر).
6 يظهر مثال آخر على كامل المريض عملية التاجى، والمريض طوال فترة المرض في كل من الاشعة المقطعية إجراء ثلاث مرات.
وفيما يتعلق المعلمات التجريبية محددة، يمكنك ان ترى ورقة:
https://arxiv.org/abs/2003.05037
أيام متتالية، ثمانية المنتديات الرئيسية التقنية، أكثر من 60 مايكروسوفت والقضايا الساخنة الأخرى بالنسبة لك لمحاربة الدماغ
المتوسط يوميا من 6.1 مليار الهجمات والفيروسات الأكثر أمانا التهديد التعدين "الدفاع" أمن السحابة والدفاع كيفية "الحرب"؟
الكشف وتقدير، وتتبع التاج الفيروس الجديد، التلقائي صورة CT دراسة متعمقة على أساس تحليل الثقة كم؟
التعلم العميق "الثلاثة الكبار"، الفائز بجائزة تورينج يان ليكون: ليس لدي أي موهبة، لذلك ما عليك سوى اتباع الحكمة
ساحقا Docker بيئة التطوير
قم هيا، دعونا توضيح واحدا تلو 1-5 ساحة إيثرنت 2.0 يساء فهمها
