Медицинская информатика
Научная статья
Использование нейронных сетей для поиска нарушений укладки пациента на рентгенограммах органов грудной клетки
Александр Александрович Борисов1, Юрий Александрович Васильев2, Антон Вячеславович Владзимирский3, Ольга Васильевна Омелянская4, Серафим Сергеевич Семенов5, Кирилл Михайлович Арзамасов6
Аннотация. В работе представлены результаты применения трансферного обучения глубоких сверточных нейронных сетей для задачи поиска рентгенограмм органов грудной клетки с нарушениями укладки и позиционирования пациента. Оцениваемые нейросетевые архитектуры: InceptionV3, Xception, ResNet152V2, InceptionResNetV2, DenseNet201, VGG16, VGG19, MobileNetV2, NASNetLarge. Для обучения и тестирования использовались рентгенограммы грудной клетки, полученные из открытых наборов данных и Единого радиологического информационного сервиса города Москвы. Все полученные модели имели метрики диагностической точности выше 95%, при этом модели на основе архитектур ResNet152V2, DenseNet201, VGG16, MobileNetV2 имели статистически значимо лучшие метрики, чем другие модели. Наилучшие абсолютные значения метрик показала модель ResNet152V2 (AUC=0.999,чувствительность=0.987, специфичность=0.988, общая валидность=0.988, F1 мера=0.988). Модель MobileNetV2 показала наилучшую скорость обработки одного исследования ( ms). Широкое использование полученных нами алгоритмов способно облегчить создание больших баз данных качественных медицинских изображений, а также оптимизировать контроль качества при выполнении рентгенографических исследований органов грудной клетки.
Ключевые слова: нейронные сети, глубокое обучение, контроль качества, рентген органов грудной клетки
Благодарности: Статья подготовлена в рамках НИОКР "Разработка платформы подготовки наборов данных лучевых диагностических исследований" (№ ЕГИСУ: 123031500003-8)
Для цитирования: Борисов А. А., Васильев Ю. А., Владзимирский А. В., Омелянская О. В., Семенов С. С., Арзамасов К. М. Использование нейронных сетей для поиска нарушений укладки пациента на рентгенограммах органов грудной клетки // Программные системы: теория и приложения. 2023. Т. 14. № 3. С. 95–113. https://psta.psiras.ru/2023/3_95-113.
Полный текст статьи (PDF): https://psta.psiras.ru/read/psta2023_3_95-113.pdf.
Статья поступила в редакцию 15.04.2023; одобрена после рецензирования 05.05.2023; принята к публикации 18.06.2023; опубликована онлайн 07.10.2023.