人工智能预测肺癌风险

人工智能预测肺癌风险
低剂量筛选CT检测到肺结核恶性风险估计的深度学习算法的卷积神经网络(CNNS)的示意图。给定CT图像和肺结结的坐标,在结节周围提取每个方向上的50mm的三维(3D)块,其尺寸为50mm,并在每个方向上重新采样为64像素(Px)。对于二维(2D)CNN,九个不同的视图是从三维贴片切断的。对于每个二维视图,用Reset50 CNN提取特征,并且在完全连接的层中组合该特征。对于三维CNN,将整个三维贴片作为输入到Inceptionv1三维CNN。这两种架构都有一个产生连续输出的最终层。最后,二维和三维CNN的输出在整体中取平均值,以计算0到1之间的肺结结恶性风险。学分:北美放射学会

该杂志发表的一项研究称,一种人工智能(AI)程序准确预测了CT筛查发现的肺结节癌变的风险放射学

肺癌是全球癌症死亡的主要原因,据世界卫生组织(World Health Organization)的数据,2020年估计有180万人死于肺癌。低剂量胸部CT用于筛查高危人群,比如长期吸烟者。研究表明,它可以显著降低肺癌死亡率,主要是通过帮助在癌症较容易成功治疗的早期阶段发现癌症。

虽然肺癌在CT图像上通常表现为肺结节,但大多数结节是良性的,不需要进一步的临床检查。因此,准确区分良性和恶性结节对于早期发现癌症至关重要。

在这项新研究中,研究人员开发了一种评估肺结节的算法,一种能够在成像数据中找到特定模式的人工智能应用。研究人员对来自国家肺部筛查试验(National Lung Screening Trial)的16000多个结节的CT图像进行了训练,其中包括1249个恶性肿瘤。他们在丹麦肺癌筛查试验的三组结节成像数据中验证了该算法。

人工智能预测肺癌风险
丹麦肺癌筛查试验(DLCST)中结节CT图像的例子中,深度学习(DL)算法与临床医生在恶性肿瘤风险评估中(a-d)高(e-h)低的一致性。每张图像左下角环内的数字为算法的恶性程度评分,每张图像右下角环内的数字为临床医生的恶性程度评分中位数。颜色填充的程度与恶性肿瘤的风险成正比(在0到1的范围内,0代表最低的风险,1代表最高的风险)。资料来源:北美放射学会

深度学习算法取得了优异的结果,优于建立的Pan-Canadian Early Detection of Lung Cancer模型用于肺结节恶性肿瘤风险估计。与11名临床医生(包括4名胸廓放射科医生、5名放射科住院医生和2名肺科医生)进行比较。

该研究的第一作者、荷兰奈梅亨内梅亨大学医学中心(Radboud University Medical Center)诊断图像分析小组的博士候选人Kiran Vaidhya Venkadesh说:“该算法可以帮助放射科医生准确地估计肺肿瘤的恶性风险。”“这可能有助于优化肺癌筛查参与者的后续建议。”

该算法可能会带来几个研究人员说,临床。

“由于它不需要手动解释结节成像特性,所提出的算法可以减少CT解释中的大量Interobserver变异性,”Radboud University医疗部医学成像部的助理教授博士说,博士说,“高级作者Colin Jacobs”。中心在尼姆嫩根。“这可能导致不必要的诊断干预措施较少,放射科学家的工作量降低,降低肺癌筛查的成本。”

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从丹麦肺癌筛查试验(DLCST)的轴向、冠状面和矢状面(左侧)看到一个15mm的部分实性恶性结节。除一位胸科放射科医生和一位肺科医生外,大多数临床医生认为结节在右肺上叶,柱状图(右侧)显示结节不为恶性。深度学习(DL)算法将该结节正确归类为恶性。资料来源:北美放射学会

研究人员计划通过纳入年龄,性和吸烟历史等临床参数继续改善算法。

他们还在研究以多次CT检查作为输入。目前的算法非常适合在初始或基线筛查时分析结节,但对于后续筛查时发现的结节,与之前CT相比的生长和外观是重要的。

雅各布斯博士及其同事开发了其他算法,以可靠地提取与慢性阻塞性肺疾病和心血管疾病相关的胸部CT图像特征。他们将研究如何有效地将这些成像特征整合到当前


进一步探索

不是所有的肺结节都是癌变的,但随访治疗很重要

更多信息:Kiran Vaidhya Venkadesh等人。低剂量筛查CT检测到恶性肿瘤恶性风险估算的深度学习,放射学(2021)。DOI: 10.1148 / radiol.2021204433
期刊信息: 放射学

所提供的北美放射学会
引文:AI预测来自HTTPS://MedicalXpress.com/news/2021-05-a -lung-cancer.html的肺癌风险(2021年,5月18日)检索肺癌风险(2021年,5月18日)
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