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Enregistrement W4411902584 · doi:10.7717/peerj-cs.2968

Comparison of EfficientNet CNN models for multi-label chest X-ray disease diagnosis

2025· article· en· W4411902584 sur OpenAlexaff
Murat Uçan, Buket Kaya, Osman Aygun, Mehmet Kaya, Reda Alhajj

Notice bibliographique

RevuePeerJ Computer Science · 2025
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueCOVID-19 diagnosis using AI
Établissements canadiensUniversity of Calgary
Organismes subventionnairesTürkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu
Mots-clésX-rayComputer sciencePhysicsOptics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

The analysis of chest X-ray images, which are critical for the early diagnosis of many diseases, is a difficult and time-consuming process due to the multiple labeling requirements and similar looking pathologies. In traditional methods, expert physicians analyze high-resolution chest X-ray images to diagnose these diseases using observational methods, a process that can lead to human error and hence misdiagnosis or underdiagnosis. In this study, we aim to autonomously detect 14 different diseases that significantly affect human health and some cases even lead to death using chest X-ray images in a multi-class manner using deep learning techniques. Previous studies on chest X-ray images focus on a single disease or have low success rates, and the architectures presented in previous studies have high computational costs. The novelty of this work is that it presents a hybrid lightweight, fast and attention-based architecture with high classification performance. In this study, we used the ChestX-Ray14 dataset consisting of 112,104 labeled chest X-ray images of 14 disease classes. Eight deep learning architectures (EfficientNetB0-B7) and coordinate attention mechanism are used in the training and testing processes. The proposed EfficientNetB7 architecture achieved an average overall classification performance with an AUC value of 0.8265. The EfficientNet enhanced with coordinate attention architecture achieved a classification success with an AUC value of 0.8309. Moreover, when the proposed architecture and the individual disease classes are considered separately, higher classification success is achieved for eight of the 14 diseases in the dataset. Finally, the results of this study outperformed the classification performance of other similar studies in the literature in terms of AUC score. The results obtained in our study show that the proposed deep learning based lightweight and fast architecture can support radiologists in decision making in disease diagnosis. The use of autonomous disease diagnosis systems can support the protection of human health by preventing incomplete or erroneous diagnoses.

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

Étiquettes directes de modèles (non validées)

Étiquettes de catégorie et de devis d'étude par modèle, issues des rondes d'étiquetage. C'est une sortie machine, non validée, et le désaccord entre modèles est livré comme donnée. Aucun devis ici n'est encore validé contre MEDLINE.

BrasCatégoriesDevis d'étudeConfiance
gemmaaucune catégorie
Domaine: non disponible · Genre: Empirique
Porte sur le système de recherche canadien: non · Porte sur un sujet canadien: non
Simulation ou modélisationlow
gptaucune catégorie
Domaine: non disponible · Genre: Empirique
Porte sur le système de recherche canadien: non · Porte sur un sujet canadien: non
Simulation ou modélisationhigh
modèles en accordL'accord compare des ensembles de catégories et des devis identiques entre les bras.

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)0,002
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,003
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,026
Score d'incertitude au seuil0,052

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0020,003
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0020,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
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)0,0020,001

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 Opus0,116
Tête enseignante GPT0,418
Écart entre enseignants0,301 · 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

Étiqueté directement par 2 modèles lisant le dossier complet.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
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

Citations5
Publié2025
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Résumé présentoui

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