The devastation caused by the coronavirus pandemic makes it imperative to design automated techniques for a fast and accurate detection. We propose a novel non-invasive tool, using deep learning and imaging, for delineating COVID-19 infection in lungs. The Ensembling Attention-based Multi-scaled Convolution network (EAMC), employing Leave-One-Patient-Out (LOPO) training, exhibits high sensitivity and precision in outlining infected regions along with assessment of severity. The Attention module combines contextual with local information, at multiple scales, for accurate segmentation. Ensemble learning integrates heterogeneity of decision through different base classifiers. The superiority of EAMC, even with severe class imbalance, is established through comparison with existing state-of-the-art learning models over four publicly-available COVID-19 datasets. The results are suggestive of the relevance of deep learning in providing assistive intelligence to medical practitioners, when they are overburdened with patients as in pandemics. Its clinical significance lies in its unprecedented scope in providing low-cost decision-making for patients lacking specialized healthcare at remote locations.

最近关于Covid-19的研究表明，CT成像提供了评估疾病进展和协助诊断的有用信息，以及帮助理解疾病。有越来越多的研究，建议使用深度学习来使用胸部CT扫描提供快速准确地定量Covid-19。兴趣的主要任务是胸部CT扫描的肺和肺病变的自动分割，确认或疑似Covid-19患者。在这项研究中，我们使用多中心数据集比较12个深度学习算法，包括开源和内部开发的算法。结果表明，合并不同的方法可以提高肺部分割，二元病变分割和多种子病变分割的总体测试集性能，从而分别为0.982,0.724和0.469的平均骰子分别。将得到的二元病变分段为91.3ml的平均绝对体积误差。通常，区分不同病变类型的任务更加困难，分别具有152mL的平均绝对体积差，分别为整合和磨碎玻璃不透明度为0.369和0.523的平均骰子分数。所有方法都以平均体积误差进行二元病变分割，该分段优于人类评估者的视觉评估，表明这些方法足以用于临床实践中使用的大规模评估。

随着深度学习方法的进步，如深度卷积神经网络，残余神经网络，对抗网络的进步。 U-Net架构最广泛利用生物医学图像分割，以解决目标区域或子区域的识别和检测的自动化。在最近的研究中，基于U-Net的方法在不同应用中显示了最先进的性能，以便在脑肿瘤，肺癌，阿尔茨海默，乳腺癌等疾病的早期诊断和治疗中发育计算机辅助诊断系统等，使用各种方式。本文通过描述U-Net框架来提出这些方法的成功，然后通过执行1）型号的U-Net变体进行综合分析，2）模特内分类，建立更好的见解相关的挑战和解决方案。此外，本文还强调了基于U-Net框架在持续的大流行病，严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-COV-2）中的贡献也称为Covid-19。最后，分析了这些U-Net变体的优点和相似性以及生物医学图像分割所涉及的挑战，以发现该领域的未来未来的研究方向。

新的SARS-COV-2大流行病也被称为Covid-19一直在全世界蔓延，导致生活猖獗。诸如CT，X射线等的医学成像在通过呈现器官功能的视觉表示来诊断患者时起着重要作用。然而，对于任何分析这种扫描的放射科学家是一种乏味且耗时的任务。新兴的深度学习技术展示了它的优势，在分析诸如Covid-19等疾病和病毒的速度更快的诊断中有助于帮助。在本文中，提出了一种基于自动化的基于深度学习的模型CoVID-19层级分割网络（CHS-Net），其用作语义层次分段器，以通过使用两个级联的CT医学成像来识别来自肺轮廓的Covid-19受感染的区域剩余注意力撤销U-NET（RAIU-Net）模型。 Raiu-net包括具有频谱空间和深度关注网络（SSD）的剩余成立U-Net模型，该网络（SSD）是由深度可分离卷积和混合池（MAX和频谱池）的收缩和扩展阶段开发的，以有效地编码和解码语义和不同的分辨率信息。 CHS-NET接受了分割损失函数的培训，该损失函数是二进制交叉熵损失和骰子损失的平均值，以惩罚假阴性和假阳性预测。将该方法与最近提出的方法进行比较，并使用标准度量评估，如准确性，精度，特异性，召回，骰子系数和jaccard相似度以及与Gradcam ++和不确定性地图的模型预测的可视化解释。随着广泛的试验，观察到所提出的方法优于最近提出的方法，并有效地将Covid-19受感染的地区进行肺部。

世界目前正在经历持续的传染病大流行病，该传染病是冠状病毒疾病2019（即covid-19），这是由严重的急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-COV-2）引起的。计算机断层扫描（CT）在评估感染的严重程度方面发挥着重要作用，并且还可用于识别这些症状和无症状的Covid-19载体。随着Covid-19患者的累积数量的激增，放射科医师越来越强调手动检查CT扫描。因此，自动化3D CT扫描识别工具的需求量高，因为手动分析对放射科医师耗时，并且它们的疲劳可能导致可能的误判。然而，由于位于不同医院的CT扫描仪的各种技术规范，CT图像的外观可能显着不同，导致许多自动图像识别方法的失败。因此，多域和多扫描仪研究的多域移位问题是不可能对可靠识别和可再现和客观诊断和预后至关重要的至关重要。在本文中，我们提出了Covid-19 CT扫描识别模型即Coronavirus信息融合和诊断网络（CIFD-NET），可以通过新的强大弱监督的学习范式有效地处理多域移位问题。与其他最先进的方法相比，我们的模型可以可靠，高效地解决CT扫描图像中不同外观的问题。

2019年12月，一个名为Covid-19的新型病毒导致了迄今为止的巨大因果关系。与新的冠状病毒的战斗在西班牙语流感后令人振奋和恐怖。虽然前线医生和医学研究人员在控制高度典型病毒的传播方面取得了重大进展，但技术也证明了在战斗中的重要性。此外，许多医疗应用中已采用人工智能，以诊断许多疾病，甚至陷入困境的经验丰富的医生。因此，本调查纸探讨了提议的方法，可以提前援助医生和研究人员，廉价的疾病诊断方法。大多数发展中国家难以使用传统方式进行测试，但机器和深度学习可以采用显着的方式。另一方面，对不同类型的医学图像的访问已经激励了研究人员。结果，提出了一种庞大的技术数量。本文首先详细调了人工智能域中传统方法的背景知识。在此之后，我们会收集常用的数据集及其用例日期。此外，我们还显示了采用深入学习的机器学习的研究人员的百分比。因此，我们对这种情况进行了彻底的分析。最后，在研究挑战中，我们详细阐述了Covid-19研究中面临的问题，我们解决了我们的理解，以建立一个明亮健康的环境。

Deep learning (DL) analysis of Chest X-ray (CXR) and Computed tomography (CT) images has garnered a lot of attention in recent times due to the COVID-19 pandemic. Convolutional Neural Networks (CNNs) are well suited for the image analysis tasks when trained on humongous amounts of data. Applications developed for medical image analysis require high sensitivity and precision compared to any other fields. Most of the tools proposed for detection of COVID-19 claims to have high sensitivity and recalls but have failed to generalize and perform when tested on unseen datasets. This encouraged us to develop a CNN model, analyze and understand the performance of it by visualizing the predictions of the model using class activation maps generated using (Gradient-weighted Class Activation Mapping) Grad-CAM technique. This study provides a detailed discussion of the success and failure of the proposed model at an image level. Performance of the model is compared with state-of-the-art DL models and shown to be comparable. The data and code used are available at https://github.com/aleesuss/c19.

每年有大约4.5亿人受到肺炎的影响，导致250万人死亡。 Covid-19也影响了1.81亿人，这导致了392万人伤亡。如果早期诊断，两种疾病死亡可能会显着降低。然而，目前诊断肺炎（投诉+胸部X射线）和Covid-19（RT-PCR）的方法分别存在专家放射科医生和时间。在深度学习模型的帮助下，可以从胸部X射线或CT扫描立即检测肺炎和Covid-19。这样，诊断肺炎/ Covid-19的过程可以更有效和普遍地制作。在本文中，我们的目标是引出，解释和评估，定性和定量，深入学习方法的主要进步，旨在检测或定位社区获得的肺炎（帽），病毒肺炎和Covid-19从胸部X-的图像光线和CT扫描。作为一个系统的审查，本文的重点在于解释了深度学习模型架构，该架构已经被修改或从划痕，以便WIWTH对概括性的关注。对于每个模型，本文回答了模型所设计的方式的问题，特定模型克服的挑战以及修改模型到所需规格的折衷。还提供了本文描述的所有模型的定量分析，以量化不同模型的有效性与相似的目标。一些权衡无法量化，因此它们在定性分析中明确提到，在整个纸张中完成。通过在一个地方编译和分析大量的研究细节，其中包含所有数据集，模型架构和结果，我们的目标是为对此字段感兴趣的初学者和当前研究人员提供一站式解决方案。

机器学习和计算机视觉技术近年来由于其自动化，适合性和产生惊人结果的能力而迅速发展。因此，在本文中，我们调查了2014年至2022年之间发表的关键研究，展示了不同的机器学习算法研究人员用来分割肝脏，肝肿瘤和肝脉管结构的研究。我们根据感兴趣的组织（肝果，肝肿瘤或肝毒剂）对被调查的研究进行了划分，强调了同时解决多个任务的研究。此外，机器学习算法被归类为受监督或无监督的，如果属于某个方案的工作量很大，则将进一步分区。此外，对文献和包含上述组织面具的网站发现的不同数据集和挑战进行了彻底讨论，强调了组织者的原始贡献和其他研究人员的贡献。同样，在我们的评论中提到了文献中过度使用的指标，这强调了它们与手头的任务的相关性。最后，强调创新研究人员应对需要解决的差距的关键挑战和未来的方向，例如许多关于船舶分割挑战的研究的稀缺性以及为什么需要早日处理他们的缺席。

2019年12月，中国武汉的全球大流行Covid-19影响了人类生活和全球经济。因此，需要有效的诊断系统来控制其传播。然而，自动诊断系统带来的挑战有限，标记的数据，较小的对比度变化以及感染和背景之间的高结构相似性。在这方面，提出了一种新的两阶段深卷卷卷神经网络（CNN）诊断系统来检测微小的不规则性并分析COVID-19的感染。在第一阶段，提出了一种新型的SB-STM-BRNET CNN，并结合了一个新的通道并增强并增强（SB），并基于卷积的分裂转换合并（STM）块，以检测COVID-19受感染的CT肺部图像。新的STM块执行了多路径区域平滑和边界操作，这有助于学习较小的对比度变化和全局COVID-19的特定模式。此外，使用SB和在STM块中传输学习概念来实现不同的增强渠道，以学习Covid-19特异性图像和健康图像之间的纹理变化。在第二阶段，向新型的Covid-CB-Reseg-Reseg-Rese分割CNN提供了COVID-19的感染图像，以识别和分析COVID-19的感染区域。拟议的COVID-CB-RESEG有条不紊地采用了区域同质性，异质性操作以及使用每个编码器和解码器块中的辅助通道的渠道增强，以同时学习COVID-19受感染区域的低照明和边界。提出的诊断系统在准确性方面产生良好的性能：98.21％，F-评分：98.24％，骰子相似性：96.40％，IOU：COVID-19受感染区域的98.85％。拟议的诊断系统将减轻负担，并加强放射科医生对快速准确的COVID-19诊断的决定。

Computer tomography (CT) have been routinely used for the diagnosis of lung diseases and recently, during the pandemic, for detecting the infectivity and severity of COVID-19 disease. One of the major concerns in using ma-chine learning (ML) approaches for automatic processing of CT scan images in clinical setting is that these methods are trained on limited and biased sub-sets of publicly available COVID-19 data. This has raised concerns regarding the generalizability of these models on external datasets, not seen by the model during training. To address some of these issues, in this work CT scan images from confirmed COVID-19 data obtained from one of the largest public repositories, COVIDx CT 2A were used for training and internal vali-dation of machine learning models. For the external validation we generated Indian-COVID-19 CT dataset, an open-source repository containing 3D CT volumes and 12096 chest CT images from 288 COVID-19 patients from In-dia. Comparative performance evaluation of four state-of-the-art machine learning models, viz., a lightweight convolutional neural network (CNN), and three other CNN based deep learning (DL) models such as VGG-16, ResNet-50 and Inception-v3 in classifying CT images into three classes, viz., normal, non-covid pneumonia, and COVID-19 is carried out on these two datasets. Our analysis showed that the performance of all the models is comparable on the hold-out COVIDx CT 2A test set with 90% - 99% accuracies (96% for CNN), while on the external Indian-COVID-19 CT dataset a drop in the performance is observed for all the models (8% - 19%). The traditional ma-chine learning model, CNN performed the best on the external dataset (accu-racy 88%) in comparison to the deep learning models, indicating that a light-weight CNN is better generalizable on unseen data. The data and code are made available at https://github.com/aleesuss/c19.

这项研究的目的是开发一个强大的基于深度学习的框架，以区分Covid-19，社区获得的肺炎（CAP）和基于使用各种方案和放射剂量在不同成像中心获得的胸部CT扫描的正常病例和正常情况。我们表明，虽然我们的建议模型是在使用特定扫描协议仅从一个成像中心获取的相对较小的数据集上训练的，但该模型在使用不同技术参数的多个扫描仪获得的异质测试集上表现良好。我们还表明，可以通过无监督的方法来更新模型，以应对火车和测试集之间的数据移动，并在从其他中心接收新的外部数据集时增强模型的鲁棒性。我们采用了合奏体系结构来汇总该模型的多个版本的预测。为了初始培训和开发目的，使用了171 Covid-19、60 CAP和76个正常情况的内部数据集，其中包含使用恒定的标准辐射剂量扫描方案从一个成像中心获得的体积CT扫描。为了评估模型，我们回顾了四个不同的测试集，以研究数据特征对模型性能的转移的影响。在测试用例中，有与火车组相似的CT扫描，以及嘈杂的低剂量和超低剂量CT扫描。此外，从患有心血管疾病或手术病史的患者中获得了一些测试CT扫描。这项研究中使用的整个测试数据集包含51 covid-19、28 CAP和51例正常情况。实验结果表明，我们提出的框架在所有测试集上的表现良好，达到96.15％的总准确度（95％CI：[91.25-98.74]），COVID-119，COVID-96.08％（95％CI：[86.54-99.5]，95％），[86.54-99.5]，），，），敏感性。帽敏感性为92.86％（95％CI：[76.50-99.19]）。

This paper presents our solution for the 2nd COVID-19 Severity Detection Competition. This task aims to distinguish the Mild, Moderate, Severe, and Critical grades in COVID-19 chest CT images. In our approach, we devise a novel infection-aware 3D Contrastive Mixup Classification network for severity grading. Specifcally, we train two segmentation networks to first extract the lung region and then the inner lesion region. The lesion segmentation mask serves as complementary information for the original CT slices. To relieve the issue of imbalanced data distribution, we further improve the advanced Contrastive Mixup Classification network by weighted cross-entropy loss. On the COVID-19 severity detection leaderboard, our approach won the first place with a Macro F1 Score of 51.76%. It significantly outperforms the baseline method by over 11.46%.

Pneumonia, a respiratory infection brought on by bacteria or viruses, affects a large number of people, especially in developing and impoverished countries where high levels of pollution, unclean living conditions, and overcrowding are frequently observed, along with insufficient medical infrastructure. Pleural effusion, a condition in which fluids fill the lung and complicate breathing, is brought on by pneumonia. Early detection of pneumonia is essential for ensuring curative care and boosting survival rates. The approach most usually used to diagnose pneumonia is chest X-ray imaging. The purpose of this work is to develop a method for the automatic diagnosis of bacterial and viral pneumonia in digital x-ray pictures. This article first presents the authors' technique, and then gives a comprehensive report on recent developments in the field of reliable diagnosis of pneumonia. In this study, here tuned a state-of-the-art deep convolutional neural network to classify plant diseases based on images and tested its performance. Deep learning architecture is compared empirically. VGG19, ResNet with 152v2, Resnext101, Seresnet152, Mobilenettv2, and DenseNet with 201 layers are among the architectures tested. Experiment data consists of two groups, sick and healthy X-ray pictures. To take appropriate action against plant diseases as soon as possible, rapid disease identification models are preferred. DenseNet201 has shown no overfitting or performance degradation in our experiments, and its accuracy tends to increase as the number of epochs increases. Further, DenseNet201 achieves state-of-the-art performance with a significantly a smaller number of parameters and within a reasonable computing time. This architecture outperforms the competition in terms of testing accuracy, scoring 95%. Each architecture was trained using Keras, using Theano as the backend.

本文提出了一种用于图像分类的卷积神经网络（CNN）模型，旨在提高Covid-19诊断的预测性能，同时避免更深，因此更复杂的替代方案。所提出的模型包括四个类似的卷积层，然后是扁平化和两个致密层。这项工作提出了一种基于仅通过2D CNN模型的像素的图像的简单分类2D CT扫描片图像的较差的解决方案。尽管架构中的简单性，所提出的模型在宏F1分数方面，所提出的模型显示出超过最先进的图像上的定量结果超过了相同数据集。在这种情况下，从图像中提取特征，图像的分割部分，或其他更复杂的技术，最终瞄准图像分类，不会产生更好的结果。由此，本文介绍了一个简单而强大的深度学习的自动化Covid-19分类解决方案。

逆转录 - 聚合酶链反应（RT-PCR）目前是Covid-19诊断中的金标准。然而，它可以花几天来提供诊断，假负率相对较高。成像，特别是胸部计算断层扫描（CT），可以有助于诊断和评估这种疾病。然而，表明标准剂量CT扫描对患者提供了显着的辐射负担，尤其是需要多次扫描的患者。在这项研究中，我们考虑低剂量和超低剂量（LDCT和ULDCT）扫描方案，其减少靠近单个X射线的辐射曝光，同时保持可接受的分辨率以进行诊断目的。由于胸部放射学专业知识可能不会在大流行期间广泛使用，我们使用LDCT / ULDCT扫描的收集的数据集进行人工智能（AI）基础的框架，以研究AI模型可以提供人为级性能的假设。 AI模型使用了两个阶段胶囊网络架构，可以快速对Covid-19，社区获得的肺炎（帽）和正常情况进行分类，使用LDCT / ULDCT扫描。 AI模型实现Covid-19敏感性为89.5％+ - 0.11，帽敏感性为95％+ \ - 0.11，正常情况敏感性（特异性）85.7％+ - 0.16，精度为90％+ \ - 0.06。通过纳入临床数据（人口统计和症状），性能进一步改善了Covid-19敏感性为94.3％+ \ - PM 0.05，帽敏感性为96.7％+ \ - 0.07，正常情况敏感性（特异性）91％+ - 0.09，精度为94.1％+ \ - 0.03。所提出的AI模型基于降低辐射暴露的LDCT / ULDCT扫描来实现人级诊断。我们认为，所提出的AI模型有可能协助放射科医师准确，并迅速诊断Covid-19感染，并帮助控制大流行期间的传输链。

基于深度学习（DL）的医学图像分类和细分是诊断当前COVID 19的变异病毒的紧急研究主题。在肺的Covid-19计算机断层扫描（CT）图像中，地面玻璃浊度是需要专业诊断的最常见发现。基于这种情况，一些研究人员提出了相关的DL模型，这些模型可以在缺乏专业知识时取代诊所的专业诊断专家。但是，尽管DL方法在医学图像处理中具有惊人的性能，但有限的数据集可能是发展人类级别诊断准确性的挑战。此外，深度学习算法面临着将三个甚至多个维度分类的医学图像分类和分割的挑战，并保持高精度率。因此，有了确保高水平的准确性，我们的模型可以将患者的CT图像分为三种类型：正常，肺炎和covid。随后，两个数据集用于分割，其中一个数据集甚至只有有限的数据（20例）。我们的系统将分类模型和分割模型结合在一起，建立在RESNET50和3D U-NET算法的基础上。通过使用不同的数据集进行喂食，将根据分类结果进行感染区域的共vid图像分割。我们的模型通过3种类型的肺部病变分类达到94.52％的准确性：卷，肺炎和正常。对于将来的医疗用途，将模型嵌入医疗设施可能是一种有效的方法，可以协助或替代医生诊断，因此，在COVID-19情况下，更广泛的变异病毒问题也可以成功解决。

Covid-19的传播给世界带来了巨大的灾难，自动分割感染区域可以帮助医生快速诊断并减少工作量。但是，准确和完整的分割面临一些挑战，例如散射的感染区分布，复杂的背景噪声和模糊的分割边界。为此，在本文中，我们提出了一个新的网络，用于从CT图像（名为BCS-NET）的自动covid-19肺部感染分割，该网络考虑了边界，上下文和语义属性。 BCS-NET遵循编码器架构，更多的设计集中在解码器阶段，该阶段包括三个逐渐边界上下文 - 语义重建（BCSR）块。在每个BCSR块中，注意引导的全局上下文（AGGC）模块旨在通过突出显示重要的空间和边界位置并建模全局上下文依赖性来学习解码器最有价值的编码器功能。此外，语义指南（SG）单元通过在中间分辨率上汇总多规模的高级特征来生成语义指南图来完善解码器特征。广泛的实验表明，我们提出的框架在定性和定量上都优于现有竞争对手。

自首次报道以来，2019年冠状病毒病（Covid-19）已在全球范围内传播，并成为人类面临的健康危机。放射学成像技术，例如计算机断层扫描（CT）和胸部X射线成像（CXR）是诊断CoVID-19的有效工具。但是，在CT和CXR图像中，感染区域仅占据图像的一小部分。一些整合大规模接受场的常见深度学习方法可能会导致图像细节的丢失，从而导致省略了COVID-19图像中感兴趣区域（ROI），因此不适合进一步处理。为此，我们提出了一个深空金字塔池（D-SPP）模块，以在不同的分辨率上整合上下文信息，旨在有效地在COVID-19的不同尺度下提取信息。此外，我们提出了COVID-19感染检测（CID）模块，以引起人们对病变区域的注意，并从无关信息中消除干扰。在四个CT和CXR数据集上进行的广泛实验表明，我们的方法在检测CT和CXR图像中检测COVID-19病变的准确性更高。它可以用作计算机辅助诊断工具，以帮助医生有效地诊断和筛选COVID-19。

Accurate airway extraction from computed tomography (CT) images is a critical step for planning navigation bronchoscopy and quantitative assessment of airway-related chronic obstructive pulmonary disease (COPD). The existing methods are challenging to sufficiently segment the airway, especially the high-generation airway, with the constraint of the limited label and cannot meet the clinical use in COPD. We propose a novel two-stage 3D contextual transformer-based U-Net for airway segmentation using CT images. The method consists of two stages, performing initial and refined airway segmentation. The two-stage model shares the same subnetwork with different airway masks as input. Contextual transformer block is performed both in the encoder and decoder path of the subnetwork to finish high-quality airway segmentation effectively. In the first stage, the total airway mask and CT images are provided to the subnetwork, and the intrapulmonary airway mask and corresponding CT scans to the subnetwork in the second stage. Then the predictions of the two-stage method are merged as the final prediction. Extensive experiments were performed on in-house and multiple public datasets. Quantitative and qualitative analysis demonstrate that our proposed method extracted much more branches and lengths of the tree while accomplishing state-of-the-art airway segmentation performance. The code is available at https://github.com/zhaozsq/airway_segmentation.