在美国,深度学习辅助的乳腺病变诊断图像:一个多供应商,多中心研究
Huiling Xiang1, Xi Wang1, Min Xu1
1From the Departments of Ultrasound (H.X., C.L., L.L., T.D., C.Y., J.O., Q.L., A.L., X.L.) and Pathology (J.H., P.S.), Sun Yat-sen University Cancer Center, State Key Laboratory of Oncology in South China, Collaborative Innovation Center for Cancer Medicine, Guangzhou, China; Zhejiang Laboratory, Hangzhou, China (X.W.); Department of Radiation Oncology, Stanford University School of Medicine, Stanford, Palo Alto, Calif (X.W.); Department of Computer Science and Engineering, The Chinese University of Hong Kong, Hong Kong, China (X.W., P.A.H.); Department of Ultrasound Medicine, The First Affiliated Hospital, College of Medicine, Zhejiang University, Hangzhou, China (M.X.); Key Laboratory of Precision Diagnosis and Treatment for Hepatobiliary and Pancreatic Tumor of Zhejiang Province, Hangzhou, China (M.X.); Department of Ultrasound Medicine, The Third People's Hospital of Zhengzhou, Cancer Hospital of Henan University, Zhengzhou, China (Y.Z.); Department of Ultrasound, Hubei Cancer Hospital, Tongji Medical College, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan, China (S.Z.); Department of Ultrasound and Guangdong Provincial Key Laboratory of Malignant Tumor Epigenetics and Gene Regulation, Sun Yat-sen Memorial Hospital, Sun Yat-sen University, Guangzhou, China (G.T.); and Department of Computer Science and Engineering and Department of Chemical and Biological Engineering, The Hong Kong University of Science and Technology, Hong Kong, China (H.C.).
一个深度学习 (DL) 模型在使用超声波 (美国) 诊断乳腺瘤方面展示了专家级的性能,显著提高了放射科医生的准确性,特别是新手. 这种人工智能工具增强了诊断能力和乳腺癌检测的协议.
科学领域:
- 放射学 放射学是一门学科.
- 医疗成像医学成像
- 人工智能在医学中的应用
背景情况:
- 乳腺超声波 (US) 对于乳腺瘤诊断至关重要.
- 深度学习 (DL) 模型在医学图像分析中表现有前途.
- 在多个机构中评估DL模型的性能对于临床采用至关重要.
研究的目的:
- 评估四家医院乳腺美国的DL模型的诊断性能.
- 评估DL协助对不同经验水平的放射科医生的影响.
主要方法:
- 一个基于双重注意力的卷积神经网络被开发并使用大量美国乳房图像数据集 (n=45,909) 进行验证.
- 该模型使用B模式和彩色多普勒图像区分恶性和良性乳腺瘤.
- 放射科医生 (新手和经验丰富) 通过DL模型的帮助和没有DL模型的帮助来解释病变,通过AUC和观察者之间的协议来测量性能.
主要成果:
- DL模型实现了专家级别的性能,内部数据集的AUC为0.94,外部数据集的AUC高 (0.91-0.96).
- 对于一名经验丰富的放射科医生和三名新手放射科医生来说,DL辅助显著改善了AUC (P < .001).
- 通过DL的协助,加强了观察者间的协议,并将平均虚假阳性率降低了7.6%.
结论:
- 在美国,DL模型显示乳腺瘤的高诊断准确度.
- DL辅助可以显著提高放射科医生的诊断性能和一致性,特别是那些经验较少的放射科医生.
- 这种人工智能工具有可能在临床实践中改善乳腺癌诊断.
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