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Enregistrement W2784631965 · doi:10.11575/prism/5393

DeepCADe: A Deep Learning Architecture for the Detection of Lung Nodules in CT Scans

2018· dissertation· en· W2784631965 sur OpenAlexfundno aff
Rotem Golan

Notice bibliographique

RevueOpen MIND · 2018
Typedissertation
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueLung Cancer Diagnosis and Treatment
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesNational Cancer InstituteNational Institutes of HealthMitacsAlberta InnovatesAlberta Innovates - Technology Futures
Mots-clésDeep learningArchitectureLungComputer scienceArtificial intelligenceMedicineRadiologyNuclear medicineGeographyInternal medicineArchaeology

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Early detection of lung nodules in thoracic Computed Tomography (CT) scans is of great importance for the successful diagnosis and treatment of lung cancer. Due to improvements in screening technologies, and an increased demand for their use, radiologists are required to analyze an ever increasing amount of image data, which can affect the quality of their diagnoses. Computer-Aided Detection (CADe) systems are designed to assist radiologists in this endeavor. In this thesis, we present DeepCADe, a novel CADe system for the detection of lung nodules in thoracic CT scans which produces improved results compared to the state-of-the-art in this field of research. CT scans are grayscale images, so the terms scans and images are used interchangeably in this work. DeepCADe was trained with the publicly available Lung Image Database Consortium and Image Database Resource Initiative (LIDC-IDRI) database, which contains 1018 thoracic CT scans with nodules of different shape and size, and is built on a Deep Convolutional Neural Network (DCNN), which is trained using the backpropagation algorithm to extract volumetric features from the input data and detect lung nodules in sub-volumes of CT images. Considering only lung nodules that have been annotated by at least three radiologists, DeepCADe achieves a 2.1% improvement in sensitivity (true positive rate) over the best result in the current published scientific literature, assuming an equal number of false positives (FPs) per scan. More specifically, it achieves a sensitivity of 89.6% with 4 FPs per scan, or a sensitivity of 92.8% with 10 FPs per scan. Furthermore, DeepCADe is validated on a larger number of lung nodules compared to other studies (Table 5.2). This increases the variation in the appearance of nodules and therefore makes their detection by a CADe system more challenging. We study the application of Deep Convolutional Neural Networks (DCNNs) for the detection of lung nodules in thoracic CT scans. We explore some of the meta parameters that affect the performance of such models, which include: 1. the network architecture, i.e. its structure in terms of convolution layers, fully-connected layers, pooling layers, and activation functions, 2. the receptive field of the network, which defines the dimensions of its input, i.e. how much of the CT scan is processed by the network in a single forward pass, 3. a threshold value, which affects the sliding window algorithm with which the network is used to detect nodules in complete CT scans, and 4. the agreement level, which is used to interpret the independent nodule annotations of four experienced radiologists. Finally, we visualize the shape and location of annotated lung nodules and compare them to the output of DeepCADe. This demonstrates the compactness and flexibility in shape of the nodule predictions made by our proposed CADe system. In addition to the 5-fold cross validation results presented in this thesis, these visual results support the applicability of our proposed CADe system in real-world medical practice.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Autre devis · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,983
Score d'incertitude au seuil0,984

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,017
Tête enseignante GPT0,338
Écart entre enseignants0,322 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeAutre devis
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations2
Publié2018
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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