Automated Pulmonary Function Measurements from Preoperative CT Scans with Deep Learning

肺功能测试 肺活量 医学 卷积神经网络 霍恩斯菲尔德秤 肺癌 放射科 肺癌筛查 肺容积 计算机科学 人工智能 计算机断层摄影术 核医学 扩散能力 肺功能 内科学
作者
Young Sang Choi,Ji Eun Oh,Seonhui Ahn,Yul Hwangbo,Jin‐Ho Choi
标识
DOI:10.1109/bhi56158.2022.9926796
摘要

Lung resections are the most effective treatment option for early stage lung cancer. Clinicians determine whether a patient is operable and the extent a lung can be resected based in part on the patient's pulmonary function parameters. In this study, we investigate the feasibility of generating forced expiratory volume in 1 second (FEV1) and forced vital capacity (FVC) values from preoperative chest computed tomography (CT) scans. Our study population includes 546 individuals who had lung cancer surgery at an oncology specialty clinic between 2009 and 2015. All CT studies and pulmonary function tests (PFTs) were collected within 90 days before a subject's operation. We measure pulmonary function with convolutional neural network and recurrent neural network models, extracting image embeddings from axial CT slices with a ResNet-50 network and generating FEV1 and FVC measurements using a bidirectional long short-term memory regressor. We show that combining feature vectors extracted from mediastinal and lung Hounsfield unit windows and taking a multi-label regression approach improves performance over training with embeddings from only one window or single-task networks trained to measure only FEV1 or FVC values. Our work generates PFT measurements end-to-end and is trained with only computed tomography scans and pulmonary function labels with no manual slice selection, bounding boxes, or segmentation masks.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
SciGPT应助弥漫的橘采纳,获得10
刚刚
pk39发布了新的文献求助10
1秒前
古灵精怪1发布了新的文献求助10
1秒前
小啤酒瓶发布了新的文献求助10
1秒前
赵可一发布了新的文献求助30
1秒前
GXF发布了新的文献求助10
1秒前
想喝奶茶完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
Mess发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
ye关闭了ye文献求助
2秒前
3秒前
3秒前
3秒前
4秒前
灵巧的小甜瓜完成签到,获得积分10
4秒前
聪明海云发布了新的文献求助10
4秒前
zxm完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
Remember完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
7秒前
大大王发布了新的文献求助10
7秒前
斯文鸡发布了新的文献求助10
8秒前
qvb发布了新的文献求助10
8秒前
kaka完成签到,获得积分10
9秒前
生物传感器完成签到,获得积分10
9秒前
李梦琦发布了新的文献求助10
9秒前
serendipity完成签到 ,获得积分10
9秒前
丘比特应助晴朗采纳,获得10
10秒前
肉卷发布了新的文献求助10
10秒前
wen完成签到,获得积分10
10秒前
研友_ZzrWKZ发布了新的文献求助10
10秒前
11秒前
12秒前
13秒前
yxl要顺利毕业_发6篇C完成签到,获得积分10
13秒前
dddd完成签到 ,获得积分10
14秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
The Cambridge History of China: Volume 4, Sui and T'ang China, 589–906 AD, Part Two 1000
The Composition and Relative Chronology of Dynasties 16 and 17 in Egypt 1000
Russian Foreign Policy: Change and Continuity 800
Real World Research, 5th Edition 800
Qualitative Data Analysis with NVivo By Jenine Beekhuyzen, Pat Bazeley · 2024 800
Superabsorbent Polymers 700
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5708560
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5188823
关于积分的说明 15254314
捐赠科研通 4861506
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2609521
邀请新用户注册赠送积分活动 1560044
关于科研通互助平台的介绍 1517793