在标准DICOM和基于智能手机的胸部X射线图上用于心脏设备识别的开放数据和深度学习
Felix Busch1, Keno K Bressem1, Phillip Suwalski1
1From the Department of Radiology (F.B., L.H., S.M.N.), Department of Anesthesiology, Division of Operative Intensive Care Medicine (F.B.), Department of Cardiology (P.S.), and Department of Rheumatology (K.B.B., D.P., A.Z.), Charité-Universitätsmedizin Berlin, Corporate Member of Freie Universität Berlin and Humboldt Universität zu Berlin, 12203 Berlin, Germany; Department of Radiology and Nuclear Medicine, German Heart Center, Technical University of Munich, Munich, Germany (K.K.B.); Department of Diagnostic and Interventional Radiology, Technical University of Munich, Munich, Germany (F.B., K.K.B., M.R.M., L.C.A.); Artificial Intelligence in Medicine (AIM) Program, Mass General Brigham, Harvard Medical School, Boston, Mass (H.J.W.L.A.); Departments of Radiation Oncology and Radiology, Dana-Farber Cancer Institute and Brigham and Women's Hospital, Boston, Mass (H.J.W.L.A.); and Department of Radiology and Nuclear Medicine, CARIM & GROW, Maastricht University, Maastricht, the Netherlands (H.J.W.L.A.).
一个新的深度学习模型准确地对传统成像和智能手机的胸部X射线进行心脏植入式电子设备 (CIED) 的细分和分类. 这一进步有助于分析这些关键医疗设备.
科学领域:
- 医疗成像中的人工智能
- 放射学和医学成像学 医学成像学
- 心脏病学和心血管设备
背景情况:
- 心脏植入式电子设备 (CIED) 对于管理心血管疾病至关重要.
- 精确识别和分类的CIEDs在X线图上对于患者护理和设备管理至关重要.
- 目前用于分析胸部X射线图上的CIED的现有方法可能在范围或可访问性方面存在限制.
研究的目的:
- 开发和验证公开可访问的深度学习模型,用于对CIED进行细分和分类.
- 评估模型在标准数字成像和医学通信 (DICOM) 和智能手机获得的胸部X射线图上的性能.
- 为了实现各种CIED的自动化分析,包括心脏起器和除器.
主要方法:
- 使用ResNet-50骨干的U-Net深度学习模型进行了训练和验证.
- 这项研究使用了897名患者的2321张胸部X射线图和11,072张智能手机图像.
- 根据制造商和型号对CIED进行分类,其性能以Dice系数来衡量细分和均衡准确度来进行分类.
主要成果:
- 细分工具实现了0.936.9的高平均子系数.
- 制造商分类准确率达到94.36%,而模型分类准确率为84.21%.
- 该模型在DICOM和基于智能手机的胸部X射线图中表现出强大的性能.
结论:
- 开发的深度学习模型准确地对胸部X射线图上CIED进行细分和分类.
- 该模型在传统和智能手机图像上的有效性凸显了其广泛临床应用的潜力.
- 该工具为心脏植入式电子设备的自动化分析提供了有前途的进步.


