多任务深度学习用于在内血管动脉瘤修复期间在数字减去血管造影中自动检测内皮膜
Stefan P M Smorenburg1,2, Arjan W J Hoksbergen1,2, Kak Khee Yeung1,2,3
1Department of Surgery, Amsterdam UMC location Vrije Universiteit Amsterdam, De Boelelaan 1117, Amsterdam 1081, the Netherlands.
一个新的深度学习框架准确地检测和定位在内血管动脉瘤修复 (EVAR) 期间使用数字减去血管学 (DSA) 的内脏泄漏. 这种自动化方法有望改善腹腔大动脉动脉瘤治疗中的干预套件程序.
科学领域:
- 医疗成像医学成像
- 人工智能在医学中的应用
- 血管外科 血管外科
背景情况:
- 腹腔动脉瘤是腹腔动脉瘤内血管动脉瘤修复 (EVAR) 后的一个常见并发症.
- 精确检测和局部化内泄漏对于成功的EVAR结果至关重要.
- 目前的endoleak评估方法依赖于数字减去血管学 (DSA) 的专家解释,观察者之间有适度的协议.
研究的目的:
- 开发和评估一个新的多任务深度学习框架,用于自动化内泄漏检测和定位.
- 评估该框架在EVAR手术中的手术内大动脉DSA图像上的性能.
- 将深度学习模型的性能与人类专家进行比较.
主要方法:
- 进行了对220名接受EVAR治疗的患者手术期间大动脉DSA图像的回顾性分析.
- 开发了一个使用卷积神经网络和多任务学习的深度学习框架.
- 该模型将DSA图像处理成 perfusion map,用于对内泄漏进行二进制分类 (检测) 和回归 (定位).
主要成果:
- 深度学习模型实现了接收器操作特征曲线下的面积为0.85,F1得分为0.78,95%的精度和73%的回忆力用于内泄探测和定位.
- 与人类专家程序团队相比,该模型显示出更高的精度和回忆力.
- 多任务学习方法优化了回归和分类任务之间的平衡.
结论:
- 一种全新的,全自动化的深度学习方法可以在EVAR程序期间准确地检测和定位DSA成像中的内脏泄漏.
- 这种由人工智能驱动的方法比目前的人类专家解释提供了潜在的改进,其性能与人类观察员的性能相当或超过.
- 该框架有望提高干预套房和混合手术室设置的效率和准确性.
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