中国医疗器械杂志2024,Vol.48Issue(4) :361-366.DOI:10.12455/j.issn.1671-7104.240009

基于深度学习的人工智能模型自动识别颈动脉斑块

Deep Learning-Based Artificial Intelligence Model for Automatic Carotid Plaque Identification

赫兰 申锷 杨泽堃 张颖 王玉东 陈伟导 王一同 贺永明
中国医疗器械杂志2024,Vol.48Issue(4) :361-366.DOI:10.12455/j.issn.1671-7104.240009

基于深度学习的人工智能模型自动识别颈动脉斑块

Deep Learning-Based Artificial Intelligence Model for Automatic Carotid Plaque Identification

赫兰 1申锷 2杨泽堃 3张颖 4王玉东 3陈伟导 3王一同 4贺永明5
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作者信息

  • 1. 上海市胸科医院/上海交通大学医学院附属胸科医院超声科,上海市,200030
  • 2. 上海交通大学医学院附属松江医院超声科,上海市,201600
  • 3. 推想医疗科技股份有限公司,北京市,100020
  • 4. 大连大学附属新华医院超声医学科,大连市,116021
  • 5. 苏州大学附属第一医院心内科,苏州市,215006
  • 折叠

摘要

该研究旨在构建一个用于颈动脉斑块超声图像的有无判定的数据集,由1165例受检者的1761张超声图像组成.研究采用了一种融合了双线性卷积神经网络与残差神经网络的深度学习架构,即单输入BCNN-ResNet模型,以辅助临床医生通过颈动脉超声图像进行斑块的诊断.该模型经过训练以及内部和外部验证后,在内部验证中,ROC AUC达到了0.99,其95%置信区间为(0.91,0.84),在外部验证中ROC AUC为0.95,其95%置信区间为(0.96,0.94),此表现优于ResNet-34网络模型在内部验证中0.98 AUC的95%置信区间(0.99,0.95)和外部验证中0.94 AUC的95%置信区间(0.95,0.92).因此,单输入BCNN-ResNet网络模型展示了优异的诊断性能,为颈动脉斑块的自动识别提供了一种创新的解决方案.

Abstract

This study aims at developing a dataset for determining the presence of carotid artery plaques in ultrasound images,composed of 1761 ultrasound images from 1165 participants.A deep learning architecture that combines bilinear convolutional neural networks with residual neural networks,known as the single-input BCNN-ResNet model,was utilized to aid clinical doctors in diagnosing plaques using carotid ultrasound images.Following training,internal validation,and external validation,the model yielded an ROC AUC of 0.99(95%confidence interval:0.91 to 0.84)in internal validation and 0.95(95%confidence interval:0.96 to 0.94)in external validation,surpassing the ResNet-34 network model,which achieved an AUC of 0.98(95%confidence interval:0.99 to 0.95)in internal validation and 0.94(95%confidence interval:0.95 to 0.92)in external validation.Consequently,the single-input BCNN-ResNet network model has shown remarkable diagnostic capabilities and offers an innovative solution for the automatic detection of carotid artery plaques.

关键词

单输入BCNN-ResNet网络模型/颈动脉超声/深度学习

Key words

single-input BCNN-ResNet network model/carotid ultrasound/deep learning

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基金项目

上海市徐汇区智慧医疗专项研究项目(XHZH202108)

上海市徐汇区人工智能医疗院地合作项目(23XHYD-22)

出版年

2024
中国医疗器械杂志
上海市医疗器械检测所

中国医疗器械杂志

CSTPCD
影响因子:0.503
ISSN:1671-7104
参考文献量4
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