Artificial Intelligence (AI) has become commonplace to solve routine everyday tasks. Because of the exponential growth in medical imaging data volume and complexity, the workload on radiologists is steadily increasing. We project that the gap between the number of imaging exams and the number of expert radiologist readers required to cover this increase will continue to expand, consequently introducing a demand for AI-based tools that improve the efficiency with which radiologists can comfortably interpret these exams. AI has been shown to improve efficiency in medical-image generation, processing, and interpretation, and a variety of such AI models have been developed across research labs worldwide. However, very few of these, if any, find their way into routine clinical use, a discrepancy that reflects the divide between AI research and successful AI translation. To address the barrier to clinical deployment, we have formed MONAI Consortium, an open-source community which is building standards for AI deployment in healthcare institutions, and developing tools and infrastructure to facilitate their implementation. This report represents several years of weekly discussions and hands-on problem solving experience by groups of industry experts and clinicians in the MONAI Consortium. We identify barriers between AI-model development in research labs and subsequent clinical deployment and propose solutions. Our report provides guidance on processes which take an imaging AI model from development to clinical implementation in a healthcare institution. We discuss various AI integration points in a clinical Radiology workflow. We also present a taxonomy of Radiology AI use-cases. Through this report, we intend to educate the stakeholders in healthcare and AI (AI researchers, radiologists, imaging informaticists, and regulators) about cross-disciplinary challenges and possible solutions.
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Hololens(Microsoft Corp.,WA Redmond,WA)是一款头饰,光学透明的增强现实展示,是最近提高医学增强现实研究的主要参与者。在医疗环境中,HoloLens使医生能够立即了解患者信息,直接与他们对临床方案的看法,医学生,可以更好地了解复杂的解剖学或程序,甚至可以通过执行治疗任务。改进,沉浸式指导。在这篇系统的综述中,我们提供了有关医疗领域第一代霍洛伦斯在2016年3月发布到2021年的全面使用的全面概述,一直关注其继任者霍洛伦斯2号。通过系统搜索PubMed和Scopus数据库确定了171个相关出版物。我们分析了这些出版物的预期用例,注册和跟踪的技术方法,数据源,可视化以及验证和评估。我们发现,尽管已经显示出在各种医学场景中使用Hololens的可行性,但在精确,可靠性,可用性,工作流程和感知方面的努力增加了在临床实践中建立AR。
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随着时间的流逝,肿瘤体积和肿瘤特征的变化是癌症治疗的重要生物标志物。在这种情况下,FDG-PET/CT扫描通常用于癌症的分期和重新分期,因为放射性标记的荧光脱氧葡萄糖在高代谢的地区进行了。不幸的是,这些具有高代谢的区域不是针对肿瘤的特异性,也可以代表正常功能器官,炎症或感染的生理吸收,在这些扫描中使详细且可靠的肿瘤分割成为一项苛刻的任务。 AUTOPET挑战赛解决了这一研究差距,该挑战提供了来自900名患者的FDG-PET/CT扫描的公共数据集,以鼓励该领域进一步改善。我们对这一挑战的贡献是由两个最先进的分割模型组成的合奏,即NN-UNET和SWIN UNETR,并以最大强度投影分类器的形式增强,该分类器的作用像是门控机制。如果它预测了病变的存在,则两种分割都是通过晚期融合方法组合的。我们的解决方案在我们的交叉验证中诊断出患有肺癌,黑色素瘤和淋巴瘤的患者的骰子得分为72.12 \%。代码:https://github.com/heiligerl/autopet_submission
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数据已成为当今世界上最有价值的资源。随着数据驱动算法的大量扩散,例如基于深度学习的方法,数据的可用性引起了极大的兴趣。在这种情况下,特别需要高质量的培训,验证和测试数据集。体积数据是医学中非常重要的资源,因为它范围从疾病诊断到治疗监测。如果数据集足够,则可以培训模型来帮助医生完成这些任务。不幸的是,在某些情况和应用程序中,大量数据不可用。例如,在医疗领域,罕见疾病和隐私问题可能导致数据可用性受到限制。在非医学领域,获得足够数量的高质量数据的高成本也可能引起人们的关注。解决这些问题的方法可能是生成合成数据,以结合其他更传统的数据增强方法来执行数据增强。因此,关于3D生成对抗网络(GAN)的大多数出版物都在医疗领域内。生成现实合成数据的机制的存在是克服这一挑战的好资产,尤其是在医疗保健中,因为数据必须具有良好的质量并且接近现实,即现实,并且没有隐私问题。在这篇综述中,我们提供了使用GAN生成现实的3D合成数据的作品的摘要。因此,我们概述了具有共同体系结构,优势和缺点的这些领域中基于GAN的方法。我们提出了一种新颖的分类学,评估,挑战和研究机会,以提供医学和其他领域甘恩当前状态的整体概述。
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自动生物医学图像分析的领域至关重要地取决于算法验证的可靠和有意义的性能指标。但是,当前的度量使用通常是不明智的,并且不能反映基本的域名。在这里,我们提出了一个全面的框架,该框架指导研究人员以问题意识的方式选择绩效指标。具体而言,我们专注于生物医学图像分析问题,这些问题可以解释为图像,对象或像素级别的分类任务。该框架首先编译域兴趣 - 目标结构 - ,数据集和算法与输出问题相关的属性的属性与问题指纹相关,同时还将其映射到适当的问题类别,即图像级分类,语义分段,实例,实例细分或对象检测。然后,它指导用户选择和应用一组适当的验证指标的过程,同时使他们意识到与个人选择相关的潜在陷阱。在本文中,我们描述了指标重新加载推荐框架的当前状态,目的是从图像分析社区获得建设性的反馈。当前版本是在由60多个图像分析专家的国际联盟中开发的,将在社区驱动的优化之后公开作为用户友好的工具包提供。
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患者定期继续在其他设施中进行评估或治疗,而不是他们开始他们,以前的成像研究作为CD-ROM,并要求新医院的临床工作人员将这些研究导入其本地数据库。然而,在不同的设施之间,命名法,内容甚至医疗程序之间的标准可能会有所不同,通常需要人为干预,以准确地将所接受的研究在受援所在医院的标准中进行分类。在这项研究中,作者呈现MOMO(模态映射和编排),一种基于深入的学习方法,用于利用元数据子字符串匹配和神经网络集合来自动化该映射过程,培训以识别七种不同的76个最常见的成像研究方式。进行回顾性研究以测量该算法可以提供的准确性。为此,从当地医院的PACS数据库检索了一组11,934个与现有标签的成像系列,以培训神经网络。一套843个完全匿名的外部研究被手动标记为评估我们算法的性能。另外,进行烧蚀研究以测量算法中网络集合的性能影响,并进行商业产品的比较性能测试。与商业产品相比(预测功率为82.86%,精度为82.86%,1.36%的小错误),单独的神经网络集合单独使用较低的准确度进行分类任务(预测功率为99.05%,精度为72.69%,较小误差10.3%)。然而,MOMO以准确性大的裕度优于大幅度,并且具有增加的预测功率(预测功率为99.29%,精度为92.71%,2.63%的小错误)。
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产生密集的注释数据是医学成像应用的困难而繁琐的任务。为了解决这个问题,我们提出了一种新颖的方法来为半监督语义细分产生监督。我们认为标记和未标记的图像之间的视觉上类似的区域可能包含相同的语义,因此应分享其标签。在此思想之后,我们使用少量标记的图像作为参考材料,并将未标记图像中的像素匹配到参考集中的最佳配合像素的语义。这样,我们避免诸如确认偏差的陷阱,纯粹是基于预测的伪标记。由于我们的方法不需要任何架构更改或伴随网络,因此可以轻松地将其插入现有框架中。我们在X射线解剖分段上实现了与标准完全监督模型相同的性能,尽管标记图像较少95%。除了对我们提出的方法的不同方面的深入分析,我们还通过比较我们对现有方法的方法对具有竞争性能的视网膜流体细分的现有方法来展示我们的参考引导学习范例的有效性,因为我们改进最近的工作15%的意思是iou。
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尽管自动图像分析的重要性不断增加,但最近的元研究揭示了有关算法验证的主要缺陷。性能指标对于使用的自动算法的有意义,客观和透明的性能评估和验证尤其是关键,但是在使用特定的指标进行给定的图像分析任务时,对实际陷阱的关注相对较少。这些通常与(1)无视固有的度量属性,例如在存在类不平衡或小目标结构的情况下的行为,(2)无视固有的数据集属性,例如测试的非独立性案例和(3)无视指标应反映的实际生物医学领域的兴趣。该动态文档的目的是说明图像分析领域通常应用的性能指标的重要局限性。在这种情况下,它重点介绍了可以用作图像级分类,语义分割,实例分割或对象检测任务的生物医学图像分析问题。当前版本是基于由全球60多家机构的国际图像分析专家进行的关于指标的Delphi流程。
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Variational inference uses optimization, rather than integration, to approximate the marginal likelihood, and thereby the posterior, in a Bayesian model. Thanks to advances in computational scalability made in the last decade, variational inference is now the preferred choice for many high-dimensional models and large datasets. This tutorial introduces variational inference from the parametric perspective that dominates these recent developments, in contrast to the mean-field perspective commonly found in other introductory texts.
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The release of ChatGPT, a language model capable of generating text that appears human-like and authentic, has gained significant attention beyond the research community. We expect that the convincing performance of ChatGPT incentivizes users to apply it to a variety of downstream tasks, including prompting the model to simplify their own medical reports. To investigate this phenomenon, we conducted an exploratory case study. In a questionnaire, we asked 15 radiologists to assess the quality of radiology reports simplified by ChatGPT. Most radiologists agreed that the simplified reports were factually correct, complete, and not potentially harmful to the patient. Nevertheless, instances of incorrect statements, missed key medical findings, and potentially harmful passages were reported. While further studies are needed, the initial insights of this study indicate a great potential in using large language models like ChatGPT to improve patient-centered care in radiology and other medical domains.
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