Differentiation of COVID-19 from other types of viral pneumonia and severity scoring on baseline chest radiographs: Comparison of deep learning with multi-reader evaluation
Notice bibliographique
Résumé
Chest X-ray (CXR) imaging plays a pivotal role in the diagnosis and prognosis of viral pneumonia. However, distinguishing COVID-19 CXRs from other viral infections remains challenging due to highly similar radiographic features. Most existing deep learning (DL) models focus on differentiating COVID-19 from community-acquired pneumonia (CAP) rather than other viral pneumonias and often overlook baseline CXRs, missing the critical window for early detection and intervention. Moreover, manual severity scoring of COVID-19 CXRs by radiologists is subjective and time-intensive, highlighting the need for automated systems. This study introduces a DL system for distinguishing COVID-19 from other viral pneumonias on baseline CXRs acquired within three days of PCR testing, and for automated severity scoring of COVID-19 CXRs. The system was developed using a dataset of 2,547 patients (808 COVID-19, 936 non-COVID viral pneumonia, and 803 normal cases) and validated externally on several publicly accessible datasets. Compared to four experienced radiologists, the model achieved higher diagnostic accuracy (76.4% vs. 71.8%) and enhanced COVID-19 identification (F1-score: 74.1% vs. 61.3%), with an AUC of 93% for distinguishing between viral pneumonia and normal cases, and 89.8% for differentiating COVID-19 from other viral pneumonias. The severity-scoring module exhibited a high Pearson correlation of 93% and a low mean absolute error (MAE) of 2.35 compared to the radiologists' consensus. External validation on independent public datasets confirmed the model's generalizability. Subgroup analyses stratified by patient age, sex, and severity levels further demonstrated consistent performance, supporting the system's robustness across diverse clinical populations. These findings suggest that the proposed DL system could assist radiologists in the early diagnosis and severity assessment of COVID-19 from baseline CXRs, particularly in resource-limited settings.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi 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.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,003 | 0,007 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,002 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
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.
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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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 ».