基于CT的COPD诊断中的深度学习和机器学习:系统审查和元分析.
Qian Wu1, Hui Guo1, Ruihan Li1
1Department of Medical Imaging Center, The Fourth Clinical Medical College of Xinjiang Medical University, Urumqi, Xinjian 830000, China.
人工智能 (AI) 模型在使用CT扫描诊断慢性阻塞性肺病 (COPD) 时显示出高准确度. 深度学习 (DL) 和机器学习 (ML) 模型都表现出可比的诊断效率,具有多个实例学习 (MIL) 的DL模型提高性能的潜力.
科学领域:
- 医疗成像医学成像
- 人工智能在医学中的应用
- 肺部病理学 肺部病理学
背景情况:
- 慢性阻塞性肺病 (COPD) 是一个重大的全球健康挑战.
- 人工智能 (AI) 在通过CT成像改善COPD诊断方面表现有前途.
- 关于AI模型对COPD的诊断性能的全面证据仍然需要.
研究的目的:
- 在COPD的CT图像中对AI模型的诊断性能进行定量分析.
- 为开发AI驱动的COPD诊断工具提供证据.
- 为了比较不同AI方法在COPD诊断中的有效性.
主要方法:
- 在PubMed,科克伦图书馆,科学网和Embase的系统文献搜索,截至2024年9月1日.
- 使用 QUADAS-2 工具对包含的研究进行质量评估.
- 使用 Stata18,RevMan 5.4 和 Meta-Disc 1.4 的灵敏度,特异性和曲线下的面积 (AUC) 的元分析,包括 SROC 曲线绘图.
主要成果:
- 分析包括15项涉及22,817名患者的研究,评估了深度学习 (DL),机器学习 (ML) 和使用多实例学习 (MIL) 模型的DL.
- 所有AI模型的聚合灵敏度为86% (95%CI78-91%),特异性为87% (95%CI83-91%),AUC为93% (95%CI90-95%).
- 在DL和ML模型之间没有发现诊断疗效的显著差异;DL与MIL显示出改善性能的趋势,尽管在统计学上并不显著.
结论:
- 无论是DL和ML模型都显示出高准确性,用于从CT图像中诊断COPD.
- 在DL和ML模型之间,诊断效率没有显著差异.
- 多个实例学习 (MIL) 机制可以提高DL模型在COPD诊断中的性能.
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