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Enregistrement W4392376857 · doi:10.3390/s24051664

COVID-Net L2C-ULTRA: An Explainable Linear-Convex Ultrasound Augmentation Learning Framework to Improve COVID-19 Assessment and Monitoring

2024· article· en· W4392376857 sur OpenAlexafffund
E. Zhixuan Zeng, Ashkan Ebadi, Adrian Florea, Alexander Wong

Notice bibliographique

RevueSensors · 2024
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueCOVID-19 diagnosis using AI
Établissements canadiensMcGill UniversityNational Research Council CanadaUniversity of Waterloo
Organismes subventionnairesNational Research Council Canada
Mots-clésConvolutional neural networkWorkflowArtificial intelligenceDeep learningUltrasoundComputer scienceCoronavirus disease 2019 (COVID-19)Artificial neural networkPandemicMachine learningMedicineRadiologyPathologyDatabase

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

While no longer a public health emergency of international concern, COVID-19 remains an established and ongoing global health threat. As the global population continues to face significant negative impacts of the pandemic, there has been an increased usage of point-of-care ultrasound (POCUS) imaging as a low-cost, portable, and effective modality of choice in the COVID-19 clinical workflow. A major barrier to the widespread adoption of POCUS in the COVID-19 clinical workflow is the scarcity of expert clinicians who can interpret POCUS examinations, leading to considerable interest in artificial intelligence-driven clinical decision support systems to tackle this challenge. A major challenge to building deep neural networks for COVID-19 screening using POCUS is the heterogeneity in the types of probes used to capture ultrasound images (e.g., convex vs. linear probes), which can lead to very different visual appearances. In this study, we propose an analytic framework for COVID-19 assessment able to consume ultrasound images captured by linear and convex probes. We analyze the impact of leveraging extended linear-convex ultrasound augmentation learning on producing enhanced deep neural networks for COVID-19 assessment, where we conduct data augmentation on convex probe data alongside linear probe data that have been transformed to better resemble convex probe data. The proposed explainable framework, called COVID-Net L2C-ULTRA, employs an efficient deep columnar anti-aliased convolutional neural network designed via a machine-driven design exploration strategy. Our experimental results confirm that the proposed extended linear-convex ultrasound augmentation learning significantly increases performance, with a gain of 3.9% in test accuracy and 3.2% in AUC, 10.9% in recall, and 4.4% in precision. The proposed method also demonstrates a much more effective utilization of linear probe images through a 5.1% performance improvement in recall when such images are added to the training dataset, while all other methods show a decrease in recall when trained on the combined linear-convex dataset. We further verify the validity of the model by assessing what the network considers to be the critical regions of an image with our contribution clinician.

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)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,003
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesMéta-épidémiologie (sens strict)
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Sans objet · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,716
Score d'incertitude au seuil1,000

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,003
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,001
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 Opus0,037
Tête enseignante GPT0,403
Écart entre enseignants0,366 · 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.

Devis d'étudeSans objet
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

Citations6
Publié2024
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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