Despite high global prevalence of hepatic steatosis, no automated diagnostics demonstrated generalizability in detecting steatosis on multiple international datasets. Traditionally, hepatic steatosis detection relies on clinicians selecting the region of interest (ROI) on computed tomography (CT) to measure liver attenuation. ROI selection demands time and expertise, and therefore is not routinely performed in populations. To automate the process, we validated an existing artificial intelligence (AI) system for 3D liver segmentation and used it to purpose a novel method: AI-ROI, which could automatically select the ROI for attenuation measurements. AI segmentation and AI-ROI method were evaluated on 1,014 non-contrast enhanced chest CT images from eight international datasets: LIDC-IDRI, NSCLC-Lung1, RIDER, VESSEL12, RICORD-1A, RICORD-1B, COVID-19-Italy, and COVID-19-China. AI segmentation achieved a mean dice coefficient of 0.957. Attenuations measured by AI-ROI showed no significant differences (p = 0.545) and a reduction of 71% time compared to expert measurements. The area under the curve (AUC) of the steatosis classification of AI-ROI is 0.921 (95% CI: 0.883 - 0.959). If performed as a routine screening method, our AI protocol could potentially allow early non-invasive, non-pharmacological preventative interventions for hepatic steatosis. 1,014 expert-annotated liver segmentations of patients with hepatic steatosis annotations can be downloaded here: https://drive.google.com/drive/folders/1-g_zJeAaZXYXGqL1OeF6pUjr6KB0igJX.
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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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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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肺癌是癌症相关死亡率的主要原因。尽管新技术(例如图像分割)对于改善检测和较早诊断至关重要,但治疗该疾病仍然存在重大挑战。特别是,尽管治愈性分辨率增加,但许多术后患者仍会出现复发性病变。因此,非常需要预后工具,可以更准确地预测患者复发的风险。在本文中,我们探讨了卷积神经网络(CNN)在术前计算机断层扫描(CT)图像中存在的分割和复发风险预测。首先,随着医学图像分割的最新进展扩展,剩余的U-NET用于本地化和表征每个结节。然后,确定的肿瘤将传递给第二个CNN进行复发风险预测。该系统的最终结果是通过随机的森林分类器产生的,该分类器合成具有临床属性的第二个网络的预测。分割阶段使用LIDC-IDRI数据集,并获得70.3%的骰子得分。复发风险阶段使用了国家癌症研究所的NLST数据集,并获得了73.0%的AUC。我们提出的框架表明,首先,自动结节分割方法可以概括地为各种多任务系统提供管道,其次,深度学习和图像处理具有改善当前预后工具的潜力。据我们所知,这是第一个完全自动化的细分和复发风险预测系统。
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早期检测改善了胰腺导管腺癌(PDAC)中的预后,但挑战,因为病变通常很小,并且在对比增强的计算断层扫描扫描(CE-CT)上定义很差。深度学习可以促进PDAC诊断,但是当前模型仍然无法识别小(<2cm)病变。在这项研究中,最先进的深度学习模型用于开发用于PDAC检测的自动框架,专注于小病变。另外,研究了整合周围解剖学的影响。 CE-CT来自119个病理验证的PDAC患者的群组和123名没有PDAC患者的队列用于训练NNUNET用于自动病变检测和分割(\ TEXTIT {NNUNET \ _t})。训练了两种额外的鼻塞,以研究解剖学积分的影响:(1)分割胰腺和肿瘤(\ yryit {nnunet \ _tp}),(2)分割胰腺,肿瘤和多周围的解剖结构(\ textit {nnunet \_多发性硬化症})。外部可公开的测试集用于比较三个网络的性能。 \ Textit {nnunet \ _ms}实现了最佳性能,在整个测试集的接收器操作特性曲线下的区域为0.91,肿瘤的0.88 <2cm,显示最先进的深度学习可以检测到小型PDAC和解剖信息的好处。
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我们为Covid-19的快速准确CT(DL-FACT)测试提供了一系列深度学习的计算框架。我们开发了基于CT的DL框架,通过基于DL的CT图像增强和分类来提高Covid-19(加上其变体)的测试速度和准确性。图像增强网络适用于DDNet,短暂的Dennet和基于Deconvolulate的网络。为了展示其速度和准确性,我们在Covid-19 CT图像的几个来源中评估了DL-FARE。我们的结果表明,DL-FACT可以显着缩短几天到几天的周转时间,并提高Covid-19测试精度高达91%。DL-FACT可以用作诊断和监测Covid-19的医学专业人员的软件工具。
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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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背景:患者的分类是控制2019年冠状病毒疾病的大流行病(Covid-19),特别是在临床资源极为有限时在大流行的峰值期间。目的:开发一种用合成胸CT自动筛分和量化肺和肺炎病变的方法,并评估Covid-19患者的疾病严重程度。材料和方法:在本研究中,我们通过可用的数据集(来自“肺结核分析2016年”的285个数据集“来生成数据增强以产生合成胸CT图像。合成图像和掩模用于训练2D U-Net神经网络并在203个Covid-19数据集上测试,以产生肺和病变分段。疾病严重程度评分(DL:损伤负荷; DS:损伤得分)是基于分段计算的。使用Pearson方法评估DL / DS和临床实验室测试之间的相关性。 p值<0.05被认为是统计显着性。结果:将自动肺和病变分段与手动注释进行比较。对于肺部分割,骰子相似系数,Jaccard指数和平均表面距离的中值分别为98.56%,97.15%和0.49 mm。病变分割的相同度量分别为76.95%,62.54%和2.36毫米。在DL / DS和百分比淋巴细胞检测中发现显着(P << 0.05)相关性,R值分别为-0.561和-0.501。结论:基于胸部射线照相和数据增强的AI系统对Covid-19患者的肺癌和病变进行了分段。成像结果与临床实验室测试之间的相关性表明该系统的价值作为评估Covid-19疾病严重程度的潜在工具。
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目的:本研究评估了市售可解释的AI算法在增强临床医生在胸部X射线(CXR)上鉴定肺癌的能力的影响。设计:这项回顾性研究评估了11位临床医生在胸部X光片中检测肺癌的表现,并在有和没有市售的AI算法的帮助下(红点,观察到),预测CXRS可疑的肺癌。根据临床确定的诊断评估了临床医生的表现。设置:该研究分析了NHS医院的匿名患者数据;该数据集由成年患者(18岁及以上)的400张胸部X光片组成,他们在2020年进行了CXR,并提供相应的临床文本报告。参与者:由11位临床医生(放射科医生,放射科医生受训者和报告射线照相师)组成的读者小组参加。主要结果指标:临床医生在CXR上检测肺癌的总体准确性,敏感性,特异性和精度,有或没有AI输入。还评估了有或没有AI输入的临床医生与绩效标准偏差之间的协议率。结果:临床医生对AI算法的使用导致肺部肿瘤检测的总体性能提高,从而达到了在CXR上鉴定出的肺癌的总体增长17.4% ,分别增加了13%和13%的阶段1和2期肺癌的检测,以及临床医生表现的标准化。结论:这项研究在AI算法的临床实用性方面表现出了巨大的希望,可以通过整体改善读者表现来改善早期肺癌诊断和促进健康平等,而不会影响下游成像资源。
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本文介绍了有组织的第二次共同19号比赛的基线方法,该方法发生在欧洲计算机视觉会议(ECCV 2022)的Aimia研讨会框架内。它提出了COV19-CT-DB数据库,该数据库为COVID-19 DENCTICT注释,由约7,700 3-D CT扫描组成。通过四个COVID-19严重性条件,进一步注释了由COVID-19案例组成的数据库的一部分。我们已经在培训,验证和测试数据集中划分了数据库和后期。前两个数据集用于培训和验证机器学习模型,而后者将用于评估开发模型。基线方法由基于CNN-RNN网络的深度学习方法组成,并报告其在COVID19-CT-DB数据库上的性能。
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病变分割是放射线工作流程的关键步骤。手动分割需要长时间的执行时间,并且容易发生可变性,从而损害了放射线研究及其鲁棒性的实现。在这项研究中,对非小细胞肺癌患者的计算机断层扫描图像进行了深入学习的自动分割方法。还评估了手动与自动分割在生存放射模型的性能中的使用。方法总共包括899名NSCLC患者(2个专有:A和B,1个公共数据集:C)。肺部病变的自动分割是通过训练先前开发的建筑NNU-NET进行的,包括2D,3D和级联方法。用骰子系数评估自动分割的质量,以手动轮廓为参考。通过从数据集A的手动和自动轮廓中提取放射性的手工制作和深度学习特征来探索自动分割对患者生存的放射素模型对患者生存的性能的影响。评估并比较模型的精度。结果通过平均2D和3D模型的预测以及应用后处理技术来提取最大连接的组件,可以实现具有骰子= 0.78 +(0.12)的自动和手动轮廓之间的最佳一致性。当使用手动或自动轮廓,手工制作或深度特征时,在生存模型的表现中未观察到统计差异。最好的分类器显示出0.65至0.78之间的精度。结论NNU-NET在自动分割肺部病变中的有希望的作用已得到证实,从而大大降低了时必的医生的工作量,而不会损害基于放射线学的生存预测模型的准确性。
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目的:利用高分辨率定量CT(QCT)成像特征来预测间质肺疾病(ILD)的纤维纤维诊断和预后。方法:40名ILD患者(20例常规间质性肺炎(UIP),20个非UIP模式ILD)由2位放射科医生的专家共识分类,随后持续了7年。记录临床变量。分割肺场后,使用基于晶格的方法(TM模型)提取了总共26个纹理特征。将TM模型与先前基于直方图的模型(HM)进行了比较,以便将UIP与非UIP分类。为了进行预后评估,进行了生存分析,将专家诊断标签与TM指标进行比较。结果:在分类分析中,TM模型的表现优于HM方法,AUC为0.70。虽然在COX回归分析中,UIP与非UIP专家标签的生存曲线在统计学上并没有差异,但TM QCT特征允许该队列的统计学意义分区。结论:TM模型在区分非UIP模式方面优于HM模型。最重要的是,TM允许将队列分配为不同的生存群体,而专家UIP与非UIP标签则不得。 QCT TM模型可以改善ILD的诊断,并提供更准确的预后,更好地指导患者管理。
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最近的人工智能(AI)算法已在各种医学分类任务上实现了放射科医生级的性能。但是,只有少数研究涉及CXR扫描异常发现的定位,这对于向放射学家解释图像级分类至关重要。我们在本文中介绍了一个名为Vindr-CXR的可解释的深度学习系统,该系统可以将CXR扫描分类为多种胸部疾病,同时将大多数类型的关键发现本地化在图像上。 Vindr-CXR接受了51,485次CXR扫描的培训,并通过放射科医生提供的边界盒注释进行了培训。它表现出与经验丰富的放射科医生相当的表现,可以在3,000张CXR扫描的回顾性验证集上对6种常见的胸部疾病进行分类,而在接收器操作特征曲线(AUROC)下的平均面积为0.967(95%置信区间[CI]:0.958---------0.958------- 0.975)。 VINDR-CXR在独立患者队列中也得到了外部验证,并显示出其稳健性。对于具有14种类型病变的本地化任务,我们的自由响应接收器操作特征(FROC)分析表明,VINDR-CXR以每扫描确定的1.0假阳性病变的速率达到80.2%的敏感性。还进行了一项前瞻性研究,以衡量VINDR-CXR在协助六名经验丰富的放射科医生方面的临床影响。结果表明,当用作诊断工具时,提出的系统显着改善了放射科医生本身之间的一致性,平均Fleiss的Kappa的同意增加了1.5%。我们还观察到,在放射科医生咨询了Vindr-CXR的建议之后,在平均Cohen的Kappa中,它们和系统之间的一致性显着增加了3.3%。
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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.
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目的:为全身CT设计多疾病分类扫描使用自动提取标签从放射科文reports.Materials和方法三个不同的器官系统:这项回顾性研究共有12,092例患者(平均年龄57 + - 18; 6172名妇女)包括对模型开发和测试(2012-2017自)。基于规则的算法被用来从12,092患者提取13667身体CT扫描19,225疾病的标签。使用三维DenseVNet,三个器官系统是分段的:肺和胸膜;肝胆;和肾脏及输尿管。对于每个器官,三维卷积神经网络分类没有明显的疾病与四种常见疾病为跨越所有三个模型总共15个不同的标签。测试是在相对于2875个手动导出的参考标签2158个CT体积的子集从2133名患者( - ; 1079名妇女18,平均年龄58 +)进行。性能报告为曲线(AUC)与通过方法德朗95%置信区间下接收器的操作特性的区域。结果:提取的标签说明书验证确认91%横跨15个不同的唱片公司99%的准确率。对于肺和胸膜标签的AUC分别为:肺不张0.77(95%CI:0.74,0.81),结节0.65(0.61,0.69),肺气肿0.89(0.86,0.92),积液0.97(0.96,0.98),并且没有明显的疾病0.89( 0.87,0.91)。对于肝和胆囊的AUC分别为:肝胆钙化0.62(95%CI:0.56,0.67),病变0.73(0.69,0.77),扩张0.87(0.84,0.90),脂肪0.89(0.86,0.92),并且没有明显的疾病0.82( 0.78,0.85)。对于肾脏及输尿管的AUC分别为:石0.83(95%CI:0.79,0.87),萎缩0.92(0.89,0.94),病变0.68(0.64,0.72),囊肿0.70(0.66,0.73),并且没有明显的疾病0.79(0.75 ,0.83)。结论:弱监督深度学习模型能够在多器官系统不同的疾病分类。
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准确且一致的边界分割在肿瘤体积估计及其在医学图像分割领域中的处理中起着重要作用。在全球范围内,肺癌是死亡的主要原因之一,肺结节的早期发现对于早期癌症诊断和患者的存活率至关重要。这项研究的目的是证明DeepHealth Toolkit的可行性,包括PYECVL和PYEDDL库(包括精确的肺结节)。使用PYECVL和PYEDDL在UnitoChest上进行了肺结节分割的实验,以进行数据预处理以及神经网络训练。结果描述了在较宽的直径范围内对肺结节的准确分割,并且在传统检测方法上的准确性更好。本文中使用的数据集和代码可作为基线参考公开提供。
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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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人工智能(AI)为简化Covid-19诊断提供了有前景的替代。然而,涉及周围的安全和可信度的担忧阻碍了大规模代表性的医学数据,对临床实践中训练广泛的模型造成了相当大的挑战。为了解决这个问题,我们启动了统一的CT-Covid AI诊断计划(UCADI),其中AI模型可以在没有数据共享的联合学习框架(FL)下在每个主机机构下分发和独立地在没有数据共享的情况下在每个主机机构上执行。在这里,我们认为我们的FL模型通过大的产量(中国测试敏感性/特异性:0.973 / 0.951,英国:0.730 / 0.942),与专业放射科医师的面板实现可比性表现。我们进一步评估了持有的模型(从另外两家医院收集,留出FL)和异构(用造影材料获取)数据,提供了模型所做的决策的视觉解释,并分析了模型之间的权衡联邦培训过程中的性能和沟通成本。我们的研究基于来自位于中国和英国的23家医院的3,336名患者的9,573次胸部计算断层扫描扫描(CTS)。统称,我们的工作提出了利用联邦学习的潜在保留了数字健康的前景。
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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.
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The outbreak of the SARS-CoV-2 pandemic has put healthcare systems worldwide to their limits, resulting in increased waiting time for diagnosis and required medical assistance. With chest radiographs (CXR) being one of the most common COVID-19 diagnosis methods, many artificial intelligence tools for image-based COVID-19 detection have been developed, often trained on a small number of images from COVID-19-positive patients. Thus, the need for high-quality and well-annotated CXR image databases increased. This paper introduces POLCOVID dataset, containing chest X-ray (CXR) images of patients with COVID-19 or other-type pneumonia, and healthy individuals gathered from 15 Polish hospitals. The original radiographs are accompanied by the preprocessed images limited to the lung area and the corresponding lung masks obtained with the segmentation model. Moreover, the manually created lung masks are provided for a part of POLCOVID dataset and the other four publicly available CXR image collections. POLCOVID dataset can help in pneumonia or COVID-19 diagnosis, while the set of matched images and lung masks may serve for the development of lung segmentation solutions.
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