基于CheXNet辅助诊断系统在肺部常见病诊断中的应用研究
2021-02-18窦瑞欣黄鹏白永明张晓曦李琼
窦瑞欣 黄鹏 白永明 张晓曦 李琼
肺部肿瘤和肺部感染是最常见的两种肺部疾病,发病率及死亡率都逐年升高,准确诊断与快速治疗尤为重要。胸部X线(CXR)检查是筛查呼吸系统疾病的重要方式之一,因辐射剂量底且便于移动,广泛应用于体检、入院筛查和危重症床旁检查[1],CXR检查结果中正常者占多数,借助人工智能(artificial intelligence,AI)及 计 算 机 辅 助 诊 断(computeraided diagnosis,CAD)技术,可以从大量检查中筛选出少量异常者,对肺癌、肺炎和肺结节等单一疾病的CXR自动诊断已有研究[2],但在实际临床场景中对多种疾病自动分类诊断的研究目前未见报道。本研究使用CheXNet对CXR进行多分类自动诊断,探究对肺部肿瘤和肺部感染进行胸部X线辅助诊断的应用价值及临床意义。
方 法
1.研究对象
回顾性分析2018年1月—2019年9月在我院经胸部CT和临床确诊的肺部常见病患者。纳入标准:①肺部常见病患者;②所有患者均接受胸部X线和胸部CT检查,并有手术病理证实或临床明确诊断。排除非甲级胸部X线片及未确诊的肺部常见病的患者。共纳入100例,肺部肿瘤50例,肺部感染50例,其中普通X线后前位投照71例,床旁前后位投照29例,男63例,女37例,45~80岁,平均62岁。
2.研究方法
2.1 模型
采用CheXNet神经网络,使用来自ImageNet上已经训练的权重初始化模型,对网络的最后一层进行修改,用Sigmoid非线性激活函数作为输出层代替全连接层,采用SGD+Momentum的优化算法代替CheXNet中的Adam。
2.2 数据
使用由NIH Clinical Center(https://nihcc.app.box.com/v/ChestXray-NIHCC)发布的全球最大的公共胸部X线数据集进行模型训练和验证,该数据集包含了30 805个患者112 120幅正位胸部X线图像,每一副图像都对14种胸肺部疾病进行标注,随机的对数据集进行划分,分别用于模型的训练集(97 456幅图像)、验证集(7 341幅图像)。……
