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基于深度学习算法联合Grad-CAM的宫腔镜子宫内膜病变诊断模型研究
被引量：
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1
作者
曹明亮
尹蜜
+9 位作者
王庆彬
朱汉峰
李星
张珺
毛林
穆雪峰
曹敏
马于涛
王健
张燕
《实用妇产科杂志》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第5期409-413,共5页
目的:探讨基于深度学习(DL)算法联合可视化技术梯度加权类激活热图(Grad-CAM)开发的宫腔镜子宫内膜病变诊断模型的有效性。方法:选择2021年6月1日至2022年12月31日在武汉大学人民医院妇科行宫腔镜检查的291例患者的303段宫腔镜视频(478...
目的:探讨基于深度学习(DL)算法联合可视化技术梯度加权类激活热图(Grad-CAM)开发的宫腔镜子宫内膜病变诊断模型的有效性。方法:选择2021年6月1日至2022年12月31日在武汉大学人民医院妇科行宫腔镜检查的291例患者的303段宫腔镜视频(4781张图像),采用权重采样的方法,将数据集划分为训练集(3703张)和测试集(1078张)。在对训练集用于模型学习与训练后,选择残差神经网络(ResNet18)和高效神经网络(EfficientNet-B0)两种模型架构对测试集分别采用五类和二类分类任务进行模型验证。以病理组织学为金标准,评估其诊断效能,从而选出最优模型,并将Grad-CAM层嵌入最优模型中,输出宫腔镜图像Grad-CAM。结果:①在五类分类任务中,EfficientNet-B0模型的准确度(93.23%)高于ResNet18模型(84.23%);EfficientNet-B0模型在诊断无不典型性子宫内膜增生、子宫内膜息肉、子宫内膜癌、子宫内膜非典型增生、黏膜下肌瘤5种疾病的曲线下面积(AUC)均稍高于ResNet18模型,两者的AUC几乎都在0.980以上。②在准确度的二类分类任务中和对特异度的评估中,两种模型相似,均在93.00%以上,而EfficientNet-B0模型敏感度(91.14%)明显优于ResNet18模型(77.22%)。③EfficientNet-B0模型联合Grad-CAM算法可识别出图像中异常区域,取活检经病理检查证实,模型输出热力图中标记区域约95%为病灶区域。结论:EfficientNet-B0模型联合Grad-CAM研发的宫腔镜诊断模型具有较高的诊断准确度、敏感度和特异度,在诊断子宫内膜病变方面具有应用价值。
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关键词
宫腔镜
子宫内膜癌
卷积神经网络
梯度加权类激活热图
深度学习
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职称材料
题名
基于深度学习算法联合Grad-CAM的宫腔镜子宫内膜病变诊断模型研究
被引量：
3
1
作者
曹明亮
尹蜜
王庆彬
朱汉峰
李星
张珺
毛林
穆雪峰
曹敏
马于涛
王健
张燕
机构
武汉大学人民医院妇产科
华中师范大学计算机学院
武汉大学计算机学院
出处
《实用妇产科杂志》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第5期409-413,共5页
基金
武汉大学人民医院2022年度交叉创新人才项目(编号:JCRCZN-2022-009)。
文摘
目的:探讨基于深度学习(DL)算法联合可视化技术梯度加权类激活热图(Grad-CAM)开发的宫腔镜子宫内膜病变诊断模型的有效性。方法:选择2021年6月1日至2022年12月31日在武汉大学人民医院妇科行宫腔镜检查的291例患者的303段宫腔镜视频(4781张图像),采用权重采样的方法,将数据集划分为训练集(3703张)和测试集(1078张)。在对训练集用于模型学习与训练后,选择残差神经网络(ResNet18)和高效神经网络(EfficientNet-B0)两种模型架构对测试集分别采用五类和二类分类任务进行模型验证。以病理组织学为金标准,评估其诊断效能,从而选出最优模型,并将Grad-CAM层嵌入最优模型中,输出宫腔镜图像Grad-CAM。结果:①在五类分类任务中,EfficientNet-B0模型的准确度(93.23%)高于ResNet18模型(84.23%);EfficientNet-B0模型在诊断无不典型性子宫内膜增生、子宫内膜息肉、子宫内膜癌、子宫内膜非典型增生、黏膜下肌瘤5种疾病的曲线下面积(AUC)均稍高于ResNet18模型,两者的AUC几乎都在0.980以上。②在准确度的二类分类任务中和对特异度的评估中,两种模型相似,均在93.00%以上,而EfficientNet-B0模型敏感度(91.14%)明显优于ResNet18模型(77.22%)。③EfficientNet-B0模型联合Grad-CAM算法可识别出图像中异常区域,取活检经病理检查证实,模型输出热力图中标记区域约95%为病灶区域。结论:EfficientNet-B0模型联合Grad-CAM研发的宫腔镜诊断模型具有较高的诊断准确度、敏感度和特异度,在诊断子宫内膜病变方面具有应用价值。
关键词
宫腔镜
子宫内膜癌
卷积神经网络
梯度加权类激活热图
深度学习
Keywords
Hysteroscopy
Endometrial cancer
Convolutional neural network
Gradient class activation map
Deep learning
分类号
R711 [医药卫生—妇产科学]
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作者
出处
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1
基于深度学习算法联合Grad-CAM的宫腔镜子宫内膜病变诊断模型研究
曹明亮
尹蜜
王庆彬
朱汉峰
李星
张珺
毛林
穆雪峰
曹敏
马于涛
王健
张燕
《实用妇产科杂志》
CAS
CSCD
北大核心
2024
3
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