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基于计算机视觉大模型的超声心动图左心室射血分数自动化测量

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目的:探索计算机视觉大模型在超声心动图中预测左心室射血分数(LVEF)的可行性.方法:基于目前最大的超声心动图视频公开数据集EchoNet-Dynamic,纳入10024例患者的10024段超声心动图动态视频.选用计算机视觉大模型VideoMAE V2,分别使用7460、1288、1276段视频对其进行微调、验证和测试.结果:VideoMAE V2预测LVEF与人类专家测量结果间的平均绝对误差为3.94%(95%CI:3.79%~4.11%),Pearson相关系数为0.91(95%CI:0.89~0.92).此外,VideoMAE V2可准确判断患者LVEF是否低于50%,AUC可达0.96(95%CI:0.95~0.97).结论:计算机视觉大模型用于在超声心动图视频中预测LVEF可行,为通用多模态超声心动图自动判读系统的开发奠定基础.
Automated Echocardiographic Measurement of Left Ventricular Ejection Fraction Based on Foundation Model in Computer Vision
Objectives:To examine the feasibility of using foundation model in computer vision for echocardiographic left ventricular ejection fraction measurement.Methods:Based on the most extensive publicly accessible repository of echocardiographic loops,EchoNet-Dynamic,featuring 10024 recordings from individual patients,a foundation model in computer vision,VideoMAE V2,was fine-tuned,validated,tested using 7460,1288,and 1276 echocardiographic loops,respectively.Results:The mean absolute error between left ventricular ejection fraction measurements of VideoMAE V2 and expert's measurements was 3.94% (95%CI:3.79%-4.11%).The Pearson's correlation coefficient was 0.91 (95%CI:0.89-0.92).Additionally,VideoMAE V2 demonstrated exceptional accuracy in identifying patients with a left ventricular ejection fraction below 50%,achieving an AUC of 0.96 (95%CI:0.95-0.97).Conclusions:This study validates the feasibility of using foundation model in computer vision for measuring left ventricular ejection fraction in echocardiographic loops and lays the foundation for the development of a generalized multimodal automated interpretation system for echocardiography.

echocardiogramleft ventricular ejection fractioncomputer visionfoundation model

武欣桐、刁晓林、赵琪、耿佳慧、高晓苑、王子星、权欣、朱振辉、赵韡

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中国医学科学院 北京协和医学院 国家心血管病中心 阜外医院 信息中心,北京 100037

中国医学科学院 北京协和医学院 国家心血管病中心 阜外医院 超声影像中心,北京 100037

超声心动图 左心室射血分数 计算机视觉 基础模型

2024

中国循环杂志
中国医学科学院

中国循环杂志

CSTPCD北大核心
影响因子:2.803
ISSN:1000-3614
年,卷(期):2024.39(11)