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Accès ouvert déclaré 2024 article

Optimizing convolutional neural networks for Chronic Obstructive Pulmonary Disease detection in clinical computed tomography imaging

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2Institutions déclarées
1Pays d’affiliation déclarés

Rattachement africain : de. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

We aim to optimize the binary detection of Chronic Obstructive Pulmonary Disease (COPD) based on emphysema presence in the lung with convolutional neural networks (CNN) by exploring manually adjusted versus automated window-setting optimization (WSO) on computed tomography (CT) images. 7194 contrast-enhanced CT images (3597 with COPD; 3597 healthy controls) from 78 subjects were selected retrospectively (01.2018–12.2021) and preprocessed. For each image, intensity values were manually clipped to the emphysema window setting and a baseline ‘full-range’ window setting. Class-balanced train, validation, and test sets contained 3392, 1114, and 2688 images. The network backbone was optimized by comparing various CNN architectures. Furthermore, automated WSO was implemented by adding a customized layer to the model. The image-level area under the Receiver Operating Characteristics curve (AUC) [lower, upper limit 95% confidence] was utilized to compare model variations. Repeated inference (n = 7) on the test set showed that the DenseNet was the most efficient backbone and achieved a mean AUC of 0.80 [0.76, 0.85] without WSO. Comparably, with input images manually adjusted to the emphysema window, the DenseNet model predicted COPD with a mean AUC of 0.86 [0.82, 0.89]. By adding a customized WSO layer to the DenseNet, an optimal window in the proximity of the emphysema window setting was learned automatically, and a mean AUC of 0.82 [0.78, 0.86] was achieved. Detection of COPD with DenseNet models was improved by WSO of CT data to the emphysema window setting range. • Manual versus automated window-setting optimization for COPD detection in CT images. • Manual preprocessing to emphysema window setting improved binary detection of COPD. • Window-setting optimization was automated by adding a customized layer to the CNN. • Automated window-setting optimization learned settings near the emphysema window.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Optimizing convolutional neural networks for Chronic Obstructive Pulmonary Disease detection in clinical computed tomography imaging
Date Crossref
01/02/2025
Éditeur
Elsevier BV
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Où se fait cette recherche

  • TUM Klinikum pays non établi dans la notice
    Établissement de santé
  • Technical University of Munich Munich Institute of Biomedical Engineering pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • School of Natural Sciences Department of Physics pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • School of Medicine and Health Department of Diagnostic and Interventional Radiology pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure

TUM Klinikum, Munich Institute of Biomedical Engineering — Technical University of Munich et Department of Physics — School of Natural Sciences, avec 1 autre affiliation.

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

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