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李兰兰 (李兰兰.) [1] (Scholars:李兰兰) | 邓珂 (邓珂.) [2] | 张恒 (张恒.) [3] | 任东林 (任东林.) [4] | 李文儒 (李文儒.) [5]

Abstract:

目的:初步探索基于深度卷积神经网络(DCNN)构建的克罗恩病(CD)肛瘘磁共振成像(MRI)诊断模型效能。方法:采用回顾性研究方法,随机纳入2014年1月至2019年12月中山大学附属第六医院收治的200例初诊CD肛瘘患者和200例初诊腺源性肛瘘患者,每组按8∶1∶1分配至训练集、验证集和测试集。收集所有患者肛管MRI图像,预处理增强图像质量。采用Pytorch深度学习框架和Windows10计算机操作系统,基于4种DCNN(MobileNetV2、VGG11、ResNet18和ResNet34)构建CD肛瘘和腺源性肛瘘的MRI鉴别诊断模型。每种模型根据是否结合迁移学习策略,分为迁移学习型(T)和非迁移学习型(U)。首先,输入训练集(CD肛瘘和腺源性肛瘘患者各160例,共78 321张MRI图像)图像数据,迭代训练至损失最小。然后,根据验证集(CD肛瘘和腺源性肛瘘患者各20例,共9697张MRI图像)的结果选择最佳的训练模型。最后,在测试集(CD肛瘘和腺源性肛瘘患者各20例,共9260张MRI图像)进行诊断效能评估。绘制每种预测模型的受试者操作特征(ROC)曲线并计算曲线下面积(AUC)。采用DeLong检验比较不同模型之间以及预测模型与不同年资放射科医生之间AUC的差异。结果:结合迁移学习策略的4种诊断模型的效能分别为MobileNetV2-T(AUC=0.943,95%  CI:0.820 ~ 0.991),VGG11-T(AUC=0.935,95%  CI:0.810 ~ 0.988),ResNet18-T(AUC=0.920,95%  CI:0.789 ~ 0.988),ResNet34-T(AUC=0.929,95%  CI:0.801 ~ 0.986)。结合迁移学习策略的4种模型AUC均高于低年资放射科医生(均  P<0.05),与高年资放射科医生的差异均无统计学意义(均  P>0.05)。 结论:采用基于DCNN的深度学习技术,结合迁移学习策略和高分辨率肛管MRI构建CD肛瘘的病因诊断模型具有可行性。

Keyword:

人工智能 克罗恩病 深度卷积神经网络 深度学习 磁共振成像 肛瘘

Community:

  • [ 1 ] [任东林]中山大学附属第六医院
  • [ 2 ] [李兰兰]福州大学物理与信息工程学院,福州 350108
  • [ 3 ] [邓珂]福州大学物理与信息工程学院,福州 350108
  • [ 4 ] [李文儒]广东省结直肠盆底疾病研究重点实验室,广州 510655
  • [ 5 ] [张恒]中山大学附属第六医院

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Source :

中华炎性肠病杂志

ISSN: 2096-367X

CN: 10-1480/R

Year: 2023

Issue: 2

Volume: 07

Page: 144-150

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