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Enregistrement W4411557165 · doi:10.2196/68848

Lung Cancer Diagnosis From Computed Tomography Images Using Deep Learning Algorithms With Random Pixel Swap Data Augmentation: Algorithm Development and Validation Study

2025· article· en· W4411557165 sur OpenAlexvenueno aff
H. Abe, Mpumelelo Nyathi

Notice bibliographique

RevueJMIR Bioinformatics and Biotechnology · 2025
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueLung Cancer Diagnosis and Treatment
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésAlgorithmRandom forestPreprintComputer scienceComputed tomographyArtificial intelligenceMedicineRadiology

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Background: Deep learning (DL) shows promise for automated lung cancer diagnosis, but limited clinical data can restrict performance. While data augmentation (DA) helps, existing methods struggle with chest computed tomography (CT) scans across diverse DL architectures. Objective: This study proposes Random Pixel Swap (RPS), a novel DA technique, to enhance diagnostic performance in both convolutional neural networks and transformers for lung cancer diagnosis from CT scan images. Methods: RPS generates augmented data by randomly swapping pixels within patient CT scan images. We evaluated it on ResNet, MobileNet, Vision Transformer, and Swin Transformer models, using 2 public CT datasets (Iraq-Oncology Teaching Hospital/National Center for Cancer Diseases [IQ-OTH/NCCD] dataset and chest CT scan images dataset), and measured accuracy and area under the receiver operating characteristic curve (AUROC). Statistical significance was assessed via paired t tests. Results: The RPS outperformed state-of-the-art DA methods (Cutout, Random Erasing, MixUp, and CutMix), achieving 97.56% accuracy and 98.61% AUROC on the IQ-OTH/NCCD dataset and 97.78% accuracy and 99.46% AUROC on the chest CT scan images dataset. While traditional augmentation approaches (flipping and rotation) remained effective, RPS complemented them, surpassing the performance findings in prior studies and demonstrating the potential of artificial intelligence for early lung cancer detection. Conclusions: The RPS technique enhances convolutional neural network and transformer models, enabling more accurate automated lung cancer detection from CT scan images.

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)0,004
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,008
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: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,007
Score d'incertitude au seuil0,022

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0040,008
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,001
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0020,001
Intégrité de la recherche0,0010,002
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

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 GPT0,314
Écart entre enseignants0,297 · 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

Citations4
Publié2025
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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