A Novel Deep Learning Algorithm for the Automatic Detection of High-Grade Gliomas on T2-Weighted Magnetic Resonance Images: A Preliminary Machine Learning Study.

อัลกอริทึมการเรียนรู้เชิงลึกแบบใหม่สำหรับการตรวจหาเนื้องอกไกลโอมาเกรดสูงโดยอัตโนมัติบนภาพถ่ายคลื่นสะท้อนแม่เหล็กชนิด T2-weighted: การศึกษาเบื้องต้นด้วยการเรียนรู้ของเครื่อง

一种基于T2加权磁共振图像自动检测高级别胶质瘤的新型深度学习算法:一项初步机器学习研究。

Clicks: 424
ID: 60931
2019
Article Quality & Performance Metrics
Overall Quality
Not rated
Combines reader engagement with the AI quality analysis. This article has not been analysed, so there is no overall score — reader engagement is measured and shown alongside.
AI Quality Assessment
Not analyzed
Readership in this journal
Steady

Ranked #1 of 2 articles by views in turkish neurosurgery

Most read Least read

Bar heights use a square-root scale.

Mint this article as an NFT
Not yet minted

Create a permanent, verifiable on-chain record of this article on the Scimatic Network. The NFT is held in your Journament account, and you can withdraw it to your own wallet at any time.

5 SUSD one-off · no wallet required
Abstract
The increasing number of magnetic resonance imaging (MRI) studies could lead to delayed or missed diagnosis of significant brain pathologies like high-grade gliomas (HGG). Artificial intelligence methods could be applied in analyzing large amounts of data such as; brain MRI studies. In this study we aimed to propose a convolutional neural network (CNN) for the automatic detection of HGGs on T2-weighted MRI images.A total of 3580 images obtained from 179 individuals were used for training and validation. After random rotation and vertical flip, training data was augmented by factor of 10 in each iteration. In order to increase data processing time, every single image converted into a Jpeg image which has a resolution of 320x320. Accuracy, precision and recall rates were calculated after training of the algorithm.Following training, CNN achieved acceptable performance ratios of 0.854 to 0.944 for accuracy, 0.812 to 0.980 for precision and 0.738 to 0.907 for recall. Also, CNN was able to detect HGG cases even though there is no apparent mass lesion in the given image.Our preliminary findings demonstrate; currently proposed CNN model achieves acceptable performance results for the automatic detection of HGGs on T2-weighted images.
จำนวนการตรวจด้วยคลื่นสนามแม่เหล็กไฟฟ้า (MRI) ที่เพิ่มสูงขึ้นอาจนำไปสู่ความล่าช้าหรือการวินิจฉัยตกหล่นในพยาธิสภาพสมองที่สำคัญ เช่น เนื้องอกสมองชนิดไฮเกรดกลิโอมา (high-grade gliomas: HGG) ทั้งนี้ สามารถนำวิธีการทางปัญญาประดิษฐ์มาประยุกต์ใช้ในการวิเคราะห์ข้อมูลปริมาณมาก เช่น ข้อมูลการตรวจ MRI สมองได้ ในการศึกษานี้ ผู้วิจัยมีวัตถุประสงค์เพื่อนำเสนอโครงข่ายประสาทแบบคอนโวลูชัน (convolutional neural network: CNN) สำหรับการตรวจจับ HGG โดยอัตโนมัติบนภาพ MRI ชนิด T2-weighted มีการใช้ภาพรวมทั้งสิ้น 3,580 ภาพที่ได้จากกลุ่มตัวอย่าง 179 ราย สำหรับการฝึกสอนและตรวจสอบความถูกต้องของแบบจำลอง ภายหลังจากการหมุนภาพแบบสุ่มและการพลิกภาพในแนวตั้ง ข้อมูลการฝึกสอนได้รับการเพิ่มพูนข้อมูล (data augmentation) ขึ้น 10 เท่าในแต่ละรอบการประมวลผล และเพื่อเพิ่มความเร็วในการประมวลผลข้อมูล ภาพทุกภาพได้รับการแปลงเป็นไฟล์ JPEG ที่มีความละเอียด 320x320 พิกเซล โดยมีการคำนวณอัตราความถูกต้อง (accuracy) ความแม่นยำ (precision) และความไว (recall) หลังจากการฝึกสอนอัลกอริทึม ผลลัพธ์ภายหลังการฝึกสอนพบว่า CNN มีประสิทธิภาพในระดับที่ยอมรับได้ โดยมีค่าความถูกต้องอยู่ที่ 0.854 ถึง 0.944 ค่าความแม่นยำอยู่ที่ 0.812 ถึง 0.980 และค่าความไวอยู่ที่ 0.738 ถึง 0.907 นอกจากนี้ CNN ยังสามารถตรวจพบกรณีของ HGG ได้แม้จะไม่ปรากฏรอยโรคชนิดก้อนเนื้องอกอย่างชัดเจนในภาพก็ตาม ข้อค้นพบเบื้องต้นนี้แสดงให้เห็นว่า แบบจำลอง CNN ที่นำเสนอในปัจจุบันให้ผลลัพธ์ด้านประสิทธิภาพในระดับที่ยอมรับได้สำหรับการตรวจจับ HGG แบบอัตโนมัติบนภาพ MRI ชนิด T2-weighted
磁共振成像(MRI)检查数量的日益增加,可能导致高级别胶质瘤(HGG)等重大脑部病变的延误诊断或漏诊。人工智能方法可应用于分析脑部MRI检查等海量数据。本研究旨在提出一种卷积神经网络(CNN),用于在T2加权MRI图像上自动检测HGG。本研究共使用来自179名受试者的3580幅图像进行训练与验证。经随机旋转和垂直翻转后,训练数据在每次迭代中扩增了10倍。为提高数据处理速度,每幅图像均被转换为分辨率为320×320的Jpeg图像。算法训练完成后,计算了准确率、精确率和召回率。训练结果显示,该CNN取得了令人满意的性能指标:准确率为0.854至0.944,精确率为0.812至0.980,召回率为0.738至0.907。此外,即使在图像中未见明显占位性病变的情况下,该CNN仍能检测出HGG病例。我们的初步研究结果表明,本研究所提出的CNN模型在T2加权图像的HGG自动检测中表现出了良好的性能。
Reference Key
atici2019aturkish Use this key to autocite in the manuscript while using SciMatic Manuscript Manager or Thesis Manager
Authors Atici, Mehmet Ali;Sagiroglu, Seref;Celtikci, Pinar;Ucar, Murat;Borcek, Alp Ozgun;Emmez, Hakan;Celtikci, Emrah;
Journal turkish neurosurgery
Year 2019
DOI
10.5137/1019-5149.JTN.27106-19.2
URL
Keywords

Citations

No citations found. To add a citation, contact the admin at info@scimatic.org

No comments yet. Be the first to comment on this article.