电气工程与系统科学 > 图像与视频处理
[提交于 2024年10月31日
(v1)
,最后修订 2024年11月7日 (此版本, v2)]
标题: 深度学习在临床乳腺超声图像中预测乳腺密度
标题: Deep Learning Predicts Mammographic Breast Density in Clinical Breast Ultrasound Images
摘要: 背景:乳腺密度来源于乳腺X线影像,并由美国放射学院的乳腺影像报告和数据系统(BI-RADS)定义,是乳腺癌最强的风险因素之一。乳腺超声(BUS)是一种替代的乳腺癌筛查方式,在低资源、农村背景下尤其适用于早期检测。 本研究的目的在于探索一种人工智能(AI)模型,以从临床和手持式BUS成像中预测BI-RADS乳腺X线乳腺密度类别。 方法:所有数据均来自夏威夷和太平洋岛屿乳腺摄影登记处。 我们比较了来自BUS成像的深度学习方法以及仅基于图像统计的机器学习模型。 然后,在调整年龄的情况下,将AI推导出的BUS密度作为乳腺癌风险因素与临床BI-RADS乳腺密度进行了比较。 BUS数据按个体分为70%/20%/10%的训练、验证和测试组。 结果:从14,066名女性中选择了405,120张临床BUS图像用于本研究,其中9,846名女性用于训练(302,574张图像),2,813名用于验证(11,223张图像),1,406名用于测试(4,042张图像)。 在保留的测试集上,最强的AI模型通过BUS成像预测BI-RADS乳腺X线乳腺密度的AUROC达到0.854,优于基于图像统计的所有浅层机器学习方法。 在癌症风险预测方面,调整年龄后的AI BUS乳腺密度预测5年乳腺癌风险的AUROC为0.633,而调整年龄后的临床乳腺密度的AUROC为0.637。 结论:使用深度学习模型可以从BUS成像中高度准确地估计BI-RADS乳腺X线乳腺密度。 此外,我们证明了AI推导的BUS乳腺密度可以预测我们人群中的5年乳腺癌风险。
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