European Radiology:深度学习辅助成分分类和甲状腺实性结节的诊断

时间:2024-07-24 09:00:24   热度:37.1℃   作者:网络

最近,甲状腺结节的发现率越来越多高,成人甲状腺结节的患病率可高达68%然而,这些结节大多数是良性的,只有7-15%是恶性的。目前,临床诊断甲状腺恶性结节的金标准是超声引导下细针穿刺活检(US-FNAB) 进行细胞学检查。然而,FNAB是一种侵入性操作,这不可避免地会导致患者的心理问题,并可能伴随并发症,如出血和感染,且手术的成功在很大程度上取决于手术者的经验和技能因此,避免状腺结节的过度治疗和过度诊断是临床医生首要关注的问题。

超声检查 (US)被广泛用于确定甲状腺结节的良性或恶性。然而由于放射科医生的经验水平不同,US的诊断过程很容易受到主观因素的影响。此外,没有统一的诊断标准,这使得诊断过程更加困难。为了进一步标准化甲状腺超声报告减少不必要的活检并预测甲状腺结节的恶性概率,美国放射学会(ACR)基于许多结节风险特征开发了甲状腺影像放射学和数据系统 (TI-RADS) 。然而,ACR TI-RADS有一定的局限性评分系统并不完全统一放射科医生的评分有点主观。

为了解决这些问题,迫切需要一种相对客观、方便的超声辅助诊断工具,帮助放射科医生判断甲状腺结节的成分,提高甲状腺结节诊断的准确性减少不必要的穿刺活检。人工智能 (AI)在影像诊断方面具有独特的优势,尤其是深度学习 (DL)算法。AI节省了时间,并且不依赖于放射科医生的经验和技能在检测方面表现非常出色。


近日,发表在European Radiology杂志的一项研究提出了一种基于深度学习(DL)的框架来识别甲状腺结节的组成并评估其恶性风险。

本项研究利用四家医院的超声图像进行回顾性多中心研究。构建卷积神经网络(CNN)模型,对甲状腺结节超声图像进行实性、非实性、良恶性分类。总共使用了6784个结节的11201张图像进行训练、验证和测试,并以受者工作特征曲线下面积(AUC)为主要评价指标。

模型对实性甲状腺结节良恶性分级的AUC均大于0.91,其中Inception-ResNet AUC最高,为0.94。在测试集中,识别甲状腺良恶性结节的最佳算法敏感性为0.88,特异性为0.86。在人类与DL测试集中,最佳算法的灵敏度为0.93,特异性为0.86。Inception-ResNet模型优于资深医师(p < 0.001)。基于外部测试集的最优模型的灵敏度和特异性分别为0.90和0.75。  


 Inception-ResNet模型与放射科医生在状腺良恶性结节中的表现比较

本项研究表明,CNN可辅助甲状腺结节诊断,并减少不必要的细针穿刺(FNA)率。

原文出处:

Chen Chen,Yitao Jiang,Jincao Yao,et al.Deep learning to assist composition classification and thyroid solid nodule diagnosis: a multicenter diagnostic study.DOI:10.1007/s00330-023-10269-z

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