Evaluation of techniques to improve a deep learning algorithm for the automatic detection of intracranial haemorrhage on CT head imaging
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Background Deep learning (DL) algorithms are playing an increasing role in automatic medical image analysis. Purpose To evaluate the performance of a DL model for the automatic detection of intracranial haemorrhage and its subtypes on non-contrast CT (NCCT) head studies and to compare the effects of various preprocessing and model design implementations. Methods The DL algorithm was trained and externally validated on open-source, multi-centre retrospective data containing radiologist-annotated NCCT head studies. The training dataset was sourced from four research institutions across Canada, the USA and Brazil. The test dataset was sourced from a research centre in India. A convolutional neural network (CNN) was used, with its performance compared against similar models with additional implementations: (1) a recurrent neural network (RNN) attached to the CNN, (2) preprocessed CT image-windowed inputs and (3) preprocessed CT image-concatenated inputs. The area under the receiver operating characteristic curve (AUC-ROC) and microaveraged precision (mAP) score were used to evaluate and compare model performances. Results The training and test datasets contained 21,744 and 491 NCCT head studies, respectively, with 8,882 (40.8%) and 205 (41.8%) positive for intracranial haemorrhage. Implementation of preprocessing techniques and the CNN-RNN framework increased mAP from 0.77 to 0.93 and increased AUC-ROC [95% confidence intervals] from 0.854 [0.816–0.889] to 0.966 [0.951–0.980] ( p -value = 3.91 × 10 −12 ). Conclusions The deep learning model accurately detected intracranial haemorrhage and improved in performance following specific implementation techniques, demonstrating clinical potential as a decision support tool and an automated system to improve radiologist workflow efficiency. Key points • The deep learning model detected intracranial haemorrhages on computed tomography with high accuracy. • Image preprocessing, such as windowing, plays a large role in improving deep learning model performance. • Implementations which enable an analysis of interslice dependencies can improve deep learning model performance. • Visual saliency maps can facilitate explainable artificial intelligence systems. • Deep learning within a triage system may expedite earlier intracranial haemorrhage detection.
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 enseignantsNi 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.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,003 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
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.
score_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 découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».