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Enregistrement W4213382237 · doi:10.1093/jcag/gwab049.119

A120 AUTOMATED BOWEL PREPARATION DETECTION WITH DEEP. CONVOLUTIONAL NEURAL NETWORKS

2022· article· en· W4213382237 sur OpenAlexaff
Daniel J. Low, Zhang-Wei Hong, Abhik Mukherjee, S Jugnundan, Shaina Grover

Notice bibliographique

RevueJournal of the Canadian Association of Gastroenterology · 2022
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueColorectal Cancer Screening and Detection
Établissements canadiensUniversity of Toronto
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésColonoscopyConvolutional neural networkArtificial intelligenceComputer scienceTest setColorectal cancerMedicineInternal medicineCancer

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract Background Introduction: Bowel preparation inadequacy has been shown to increase post-colonoscopy colorectal cancer. As such, the USMSTF recommends repeating colonoscopy within 1 year if bowel preparation is inadequate. However, bowel preparation documentation is variable in clinical practice, and physician recommendations adherent to USMTF guidelines are inconsistent. Aims Aims: We present an automated computer assisted method using deep convolutional neural networks to detect bowel preparation and adequacy of bowel preparation with the Boston Bowel Preparation Scale (BBPS). Methods Methods: We extracted 38523 images of colonic lumen between 2015 and 2017 from screening colonoscopies. Bowel preparation scores were assessed with BBPS. Adequate bowel preparation was defined as BBPS ≥2, and inadequate bowel preparation was defined as BBPS <2. The dataset was split into 26966 images for training, 7704 for validation, and 3853 for testing. Training data was sampled with replacement from a multinomial distribution to balance subclass distributions in each batch. We developed 2 convoluted neural networks (CNN) using PyTorch with a Densenet-169 backbone pre-trained on ImageNet and fine-tuned on our data for classifying adequacy of bowel preparation (binary) and for subclassification of BBPS (multi-class). We used Adam optimiser with an initial learning rate of 3x10-4 and a scheduler to decay the learning rate of each parameter group by 0.1 every 7 epochs along with focal loss as our criterion for both classifiers. Results Results: The overall accuracy on the test data set for BBPS subclassification was 0.91. The sensitivity for BBPS 0, 1, 2 and 3 were 0.84, 0.91, 0.86, and 0.96, respectively. The specificity for BBPS 0, 1, 2, and 3 were 1.00, 0.98, 0.95, and 0.93, respectively. The overall accuracy of the test data set for adequacy of bowel preparation was 0.97. The sensitivity for adequacy of bowel preparation for BBPS <2 and BBPS ≥2 was 0.92 and 0.99, respectively. The specificity for adequacy of bowel preparation for BBPS <2 and BBPS ≥2 was 0.99 and 0.92, respectively. Conclusions Conclusion: We present an automated computer-assisted detection method of bowel preparation with deep convolutional neural networks. The algorithm is capable of accurate classification of adequacy of bowel preparation (97%) and subclassification of bowel preparation (91%) with high sensitivity and specificity. This algorithm can be applied to automate documentation of bowel preparation and adequacy of bowel preparation. Additional studies will need to be conducted to demonstrate its applicability in real-time colonoscopy. Funding Agencies None

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 machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,002
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,020
Score d'incertitude au seuil0,040

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,002
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0020,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0050,003

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 Opus0,006
Tête enseignante GPT0,221
Écart entre enseignants0,215 · 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 source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
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

Citations0
Publié2022
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Résumé présentoui

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