基于AI的胸部数字断层合成计算机辅助诊断系统：展示相对于基于X射线的AI系统的比较优势
摘要
与从患者正面投射的单张图像胸部X射线（CXR）成像相比，胸部数字断层合成（CDTS）成像因获取从患者多个角度投射的多张图像，在肺病变检测上更具优势。已有多种临床比较分析与验证研究对此予以证明，但尚无基于人工智能（AI）的比较分析研究。现有的基于AI的肺病变诊断计算机辅助检测（CAD）系统主要基于CXR图像开发；然而，基于CDTS（使用患者多方向多角度图像）的CAD尚未被提出，也未针对其相对于基于CXR的对应系统的有用性进行验证。本研究开发并测试了一个基于CDTS的AI CAD系统以检测肺病变，旨在证明相较于基于CXR的AI CAD具有性能提升。我们使用多张投影图像作为基于CDTS的AI模型输入，单张投影图像作为基于CXR的AI模型输入，以公平比较和评估模型间性能。所提出的基于CDTS的AI CAD系统在检测结核病和肺炎（相对于正常受试者）时，分别取得了0.782和0.785的灵敏度以及0.895和0.837的准确率。这些结果高于仅使用正面单张投影图像的基于CXR的AI CAD检测结核病和肺炎的灵敏度0.728和0.698以及准确率0.874和0.826。我们发现，基于CDTS的AI CAD相较于基于CXR的AI CAD，在准确率不损失的情况下，结核病和肺炎的灵敏度分别提升了5.4%和8.7%。因此，我们 comparative地证明基于CDTS的AI CAD技术比CXR能进一步提升性能，增强了CDTS的临床适用性。
引用
@article{arxiv.2206.13504,
title = {AI-based computer-aided diagnostic system of chest digital tomography synthesis: Demonstrating comparative advantage with X-ray-based AI systems},
author = {Kyung-Su Kim and Ju Hwan Lee and Seong Je Oh and Myung Jin Chung},
journal= {arXiv preprint arXiv:2206.13504},
year = {2022}
}
备注
Kyung-Su Kim, Ju Hwan Lee, and Seong Je Oh have contributed equally to this work as the co-first author. Kyung-Su Kim ([email protected]) and Myung Jin Chung ([email protected]) have contributed equally to this work as the co-corresponding author