人工智能影像研究
利用深度学习模型判断基线胸部平扫CT肺结节的良恶性
中华放射学杂志, 2019,53(11) : 957-962. DOI: 10.3760/cma.j.issn.1005-1201.2019.11.006
摘要
目的

基于深度学习肺结节良恶性鉴别诊断模型,探讨基线胸部平扫CT对肺结节良恶性的鉴别诊断价值。

方法

回顾性连续纳入东部战区总医院2009年5月至2017年6月在胸部平扫CT上表现为肺结节且有病理证实的130例患者,共纳入136个结节,其中恶性结节86个,良性结节50个。所有患者至少有2次及以上随访胸部平扫CT检查,其中第1次检查为基线检查,病理前最后1次检查为最终检查。使用Dr.Wise Lung Analyzer中基于细粒度特征的深度学习良恶性鉴别诊断模型对肺结节的良恶性进行判断。绘制深度学习模型的ROC,计算曲线下面积(AUC),采用Delong检验比较模型在基线和最终检查的AUC。根据结节的密度对结节进行分组,其中亚实性结节(纯磨玻璃和混合磨玻璃结节)87个,实性结节49个。分别计算两组内,模型在基线和最终检查的AUC差异。

结果

采用深度学习模型判断结节良恶性,最终检查AUC为0.876,基线检查AUC为0.819,两者差异无统计学意义(P=0.075)。对长径≤10 mm的肺小结节,深度学习模型在最终检查AUC为0.847,在基线检查AUC为0.734,最终检查优于基线检查,但两者差异没有统计学意义(P=0.058)。对于实性结节,深度学习模型在最终检查的AUC(0.932)优于基线检查的AUC(0.835),但两者之间差异没有统计学意义(P=0.066)。对于亚实性结节,深度学习模型在最终检查的AUC(0.759)和基线检查的AUC(0.728)相仿,两者之间差异没有统计学意义(P=0.580)。

结论

基于胸部平扫CT的深度学习模型可以在基线判断肺结节包括小结节的良恶性,对于亚实性结节的判断在基线检查和随访最终检查的效能更接近。

引用本文: 吕文晖, 周长圣, 李新宇, 等.  利用深度学习模型判断基线胸部平扫CT肺结节的良恶性 [J] . 中华放射学杂志,2019,53 (11): 957-962. DOI: 10.3760/cma.j.issn.1005-1201.2019.11.006
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肺癌是全球患病率及病死率最高的肿瘤[1],其5年生存率约为18%,多数患者在首次诊断时已是晚期,因此肺癌的早期诊断极为关键。早期肺癌在胸部CT上最常表现为肺结节,由于早期肺癌和部分良性结节如结核、炎性假瘤、错构瘤、硬化性肺泡细胞瘤等在影像特征上存在交叉重叠,肺结节的良恶性鉴别诊断存在困难[2,3]。其中,小结节的诊断尤其具有挑战性,通常需要影像学随访来明确结节的良恶性[4]。长时间的随访会导致患者的焦虑以及治疗延误,早期判断肺结节的良恶性、缩短患者的随访时间并及时干预尤为重要。近年来,人工智能在医学图像的自动定量图像表征中取得了极大的进展[5,6,7,8],尤其是深度学习在图像特征学习方面的表现尤佳,广泛应用于肺癌的早期检测[9,10]、分子亚型分析[11]及疗效预测[12]等。在肺结节良恶性鉴别中,深度学习中也取得了较好的结果,但研究多基于公开数据集或者术前影像[13,14]。对于临床随访的患者,在基线检查采用深度学习模型判断结节良恶性仍然少有相关研究。笔者旨在探讨深度学习模型在临床随访人群的基线检查判断肺结节良恶性的价值,并对结节大小、密度进行分层分析,探索模型在不同类别的结节中的诊断效能差异。

 
 
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