自Covid-19的大流行以来,提出了几种深度学习方法来分析胸部计算机断层扫描(CT)进行诊断。在当前情况下,疾病课程分类对于医务人员决定治疗非常重要。大多数以前的深度学习方法提取了从肺窗口观察到的特征。但是,已经证明,从纵隔窗口而不是肺部窗口可以更好地观察到与诊断相关的某些外观,例如,肺部整合发生在严重症状中。在本文中,我们提出了一个新颖的双窗口RCNN网络(DWRNET),该网络主要从连续的纵隔窗口中学习独特的功能。关于从肺窗口提取的功能,我们介绍了肺窗口注意区(LWA块),以增加关注它们以增强纵隔窗口功能。此外,我们没有从整个CT切片中拾取特定的切片,而是使用Recurrent CNN并将连续的切片分析为视频。实验结果表明,融合和代表性的特征通过达到90.57%的准确性,与基线相比,精度为84.86%,可以改善疾病病程的预测。消融研究表明,组合的双窗口功能比单独的肺窗口功能更有效,同时注意肺窗口功能可以提高模型的稳定性。
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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。
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随着Covid-19的爆发,近年来已经出现了大量相关研究。我们提出了一个基于肺CT扫描图像的自动COVID-19诊断框架,即PVT-COV19D。为了适应图像输入的不同维度,我们首先使用变压器模型对图像进行了分类,然后根据正常分布对数据集中进行采样,并将采样结果馈送到修改的PVTV2模型中以进行训练。COV19-CT-DB数据集上的大量实验证明了该方法的有效性。
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一种名为Covid-19的新发现的冠状病毒疾病主要影响人类呼吸系统。 Covid-19是一种由起源于中国武汉的病毒引起的传染病。早期诊断是医疗保健提供者的主要挑战。在较早的阶段,医疗机构令人眼花azz乱,因为没有适当的健康辅助工具或医学可以检测到COVID-19。引入了一种新的诊断工具RT-PCR(逆转录聚合酶链反应)。它从患者的鼻子或喉咙中收集拭子标本,在那里共有19个病毒。该方法有一些与准确性和测试时间有关的局限性。医学专家建议一种称为CT(计算机断层扫描)的替代方法,该方法可以快速诊断受感染的肺部区域并在早期阶段识别Covid-19。使用胸部CT图像,计算机研究人员开发了几种识别Covid-19疾病的深度学习模型。这项研究介绍了卷积神经网络(CNN)和基于VGG16的模型,用于自动化的COVID-19在胸部CT图像上识别。使用14320 CT图像的公共数据集的实验结果显示,CNN和VGG16的分类精度分别为96.34%和96.99%。
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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。
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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%.
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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。
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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。
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在过去的两年中,Covid-19-19的到来引起的动荡继续带来新的挑战。在这次COVID-19大流行期间,需要快速鉴定感染患者和计算机断层扫描(CT)图像中感染区域的特定描述。尽管已迅速建立了深层监督的学习方法,但图像级和像素级标签的稀缺性以及缺乏可解释的透明度仍然阻碍了AI的适用性。我们可以识别受感染的患者并以极端的监督描绘感染吗?半监督的学习表明,在有限的标记数据和足够的未标记数据下,表现出了有希望的表现。受到半监督学习的启发,我们提出了一种模型不可静止的校准伪标记策略,并将其应用于一致性正则化框架下,以生成可解释的识别和描述结果。我们通过有限的标记数据和足够的未标记数据或弱标记数据的组合证明了模型的有效性。广泛的实验表明,我们的模型可以有效利用有限的标记数据,并为临床常规中的决策提供可解释的分类和分割结果。该代码可从https://github.com/ayanglab/xai covid-11获得。
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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。
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间质性肺部疾病是一大批以不同程度的肺泡炎和肺纤维化为特征的异质性疾病。准确地诊断这些疾病对于制定治疗计划具有显着的指导价值。尽管以前的工作在分类间隙肺部疾病方面取得了令人印象深刻的结果,但仍有提高这些技术准确性的空间,主要是为了增强自动决策。为了提高分类精度,我们的研究提出了一个基于卷积神经网络的框架,并提供了其他信息。首先,通过在Hounsfield单元中重新缩放原始图像,并添加了ILD图像。其次,修改的CNN模型用于为每个组织产生分类概率的载体。第三,输入图像的位置信息,包括在某些位置在CT扫描中不同疾病的发生频率组成,用于计算位置权重向量。最后,使用两个向量之间的Hadamard产品用于为预测产生决策向量。与最先进的方法相比,使用公开可用的ILD数据库的结果显示了使用不同的其他信息预测这些数据的潜力。
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医学图像预处理中最有争议的研究领域之一是3D CT扫描。随着Covid-19的快速扩散,CT扫描在正确,迅速诊断疾病的功能变得至关重要。它对预防感染有积极影响。通过CT-Scan图像诊断疾病有许多任务,包括Covid-19。在本文中,我们提出了一种使用堆叠深神经网络的方法,通过一系列3D CT扫描图像来检测COVID 19。在我们的方法中,我们使用两个骨架进行实验是Densenet 121和Resnet101。此方法在某些评估指标上实现了竞争性能
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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.
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尽管已经开发了疫苗,并且国家疫苗接种率正在稳步提高,但2019年冠状病毒病(COVID-19)仍对世界各地的医疗保健系统产生负面影响。在当前阶段,从CT图像中自动分割肺部感染区域对于诊断和治疗COVID-19至关重要。得益于深度学习技术的发展,已经提出了一些针对肺部感染细分的深度学习解决方案。但是,由于分布分布,复杂的背景干扰和界限模糊,现有模型的准确性和完整性仍然不令人满意。为此,我们在本文中提出了一个边界引导的语义学习网络(BSNET)。一方面,结合顶级语义保存和渐进式语义集成的双分支语义增强模块旨在建模不同的高级特征之间的互补关系,从而促进产生更完整的分割结果。另一方面,提出了镜像对称边界引导模块,以以镜像对称方式准确检测病变区域的边界。公开可用数据集的实验表明,我们的BSNET优于现有的最新竞争对手,并实现了44 fps的实时推理速度。
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计算机断层扫描(CT)成像对于诊断各种疾病可能非常实用。但是,CT图像的性质更加多样化,因为CT扫描的分辨率和数量由机器及其设置确定。传统的深度学习模型很难挠痒痒,因为深神经网络的基本要求是输入数据的一致形状。在本文中,我们提出了一种新颖,有效的两步方法,以彻底解决Covid-19症状分类的问题。首先,通过常规骨干网络提取CT扫描的每个切片的语义特征嵌入。然后,我们提出了长期的短期记忆(LSTM)和基于变压器的子网络来处理时间特征学习,从而导致时空特征表示学习。以这种方式,拟议的两步LSTM模型可以防止过度拟合,并提高性能。全面的实验表明,提出的两步方法不仅显示出出色的性能,而且可以互相补偿。更具体地说,两步LSTM模型的假阴性速率较低,而2步SWIN模型的假阳性速率较低。总而言之,建议模型合奏可以在现实世界应用中采用更稳定和有希望的性能。
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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])。
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由于不规则的形状,正常和感染组织之间的各种尺寸和无法区分的边界,仍然是一种具有挑战性的任务,可以准确地在CT图像上进行Covid-19的感染病变。在本文中,提出了一种新的分段方案,用于通过增强基于编码器 - 解码器架构的不同级别的监督信息和融合多尺度特征映射来感染Covid-19。为此,提出了深入的协作监督(共同监督)计划,以指导网络学习边缘和语义的特征。更具体地,首先设计边缘监控模块(ESM),以通过将边缘监督信息结合到初始阶段的下采样的初始阶段来突出显示低电平边界特征。同时,提出了一种辅助语义监督模块(ASSM)来加强通过将掩码监督信息集成到稍后阶段来加强高电平语义信息。然后,通过使用注意机制来扩展高级和低电平特征映射之间的语义间隙,开发了一种注意融合模块(AFM)以融合不同级别的多个规模特征图。最后,在四个各种Covid-19 CT数据集上证明了所提出的方案的有效性。结果表明,提出的三个模块都是有希望的。基于基线(RESUNT),单独使用ESM,ASSM或AFM可以分别将骰子度量增加1.12 \%,1.95 \%,1.63 \%,而在我们的数据集中,通过将三个模型结合在一起可以上升3.97 \% 。与各个数据集的现有方法相比,所提出的方法可以在某些主要指标中获得更好的分段性能,并可实现最佳的泛化和全面的性能。
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深度学习技术可以用作一种辅助技术,以帮助医生快速准确地识别Covid-19的感染。最近,视觉变压器(VIT)由于其全球接受场而显示出巨大的图像分类潜力。但是,由于缺乏CNN固有的感应偏置,基于VIT的结构会导致模型训练的特征丰富性和难度。在本文中,我们提出了一个名为Covid-19(COVT)的称为Transformer的新结构,以提高基于VIT的架构在小型Covid-19数据集上的性能。它使用CNN作为功能提取器来有效提取本地结构信息,并将平均汇总到VIT的多层感知(MLP)模块以获取全局信息。实验显示了我们方法对两个COVID-19数据集和Imagenet数据集的有效性。
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当前的COVID-19大流行是对人类直接影响肺部的严重威胁。 Covid-19的自动识别是卫生保健官员的挑战。用于诊断Covid-19的标准黄金方法是逆转录聚合酶链反应(RT-PCR),以从受影响的人那里收集拭子。收集拭子时遇到的一些限制与准确性和长期持续时间有关。胸部CT(计算机断层扫描)是另一种测试方法,可帮助医疗保健提供者迅速识别受感染的肺部区域。它被用作在早期阶段识别Covid-19的支持工具。借助深度学习,COVID-19的CT成像特征。研究人员已证明它对COVID-19 CT图像分类非常有效。在这项研究中,我们回顾了最近可以用来检测COVID-19疾病的深度学习技术。相关研究是由Web of Science,Google Scholar和PubMed等各种数据库收集的。最后,我们比较了不同深度学习模型的结果,并讨论了CT图像分析。
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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。
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