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人工智能辅助CT在COVID-19筛查及病情监测中的应用

王增奎 庞军 张兆福 徐锋 李绚梅 魏晓华

王增奎, 庞军, 张兆福, 徐锋, 李绚梅, 魏晓华. 人工智能辅助CT在COVID-19筛查及病情监测中的应用[J]. 分子影像学杂志, 2020, 43(1): 53-58. doi: 10.12122/j.issn.1674-4500.2020.01.12
引用本文: 王增奎, 庞军, 张兆福, 徐锋, 李绚梅, 魏晓华. 人工智能辅助CT在COVID-19筛查及病情监测中的应用[J]. 分子影像学杂志, 2020, 43(1): 53-58. doi: 10.12122/j.issn.1674-4500.2020.01.12
Zengkui WANG, Jun PANG, Zhaofu ZHANG, Feng XU, Xuanmei LI, Xiaohua WEI. Preliminary application of artificial intelligence-assisted CT in screening and monitoring of COVID-19[J]. Journal of Molecular Imaging, 2020, 43(1): 53-58. doi: 10.12122/j.issn.1674-4500.2020.01.12
Citation: Zengkui WANG, Jun PANG, Zhaofu ZHANG, Feng XU, Xuanmei LI, Xiaohua WEI. Preliminary application of artificial intelligence-assisted CT in screening and monitoring of COVID-19[J]. Journal of Molecular Imaging, 2020, 43(1): 53-58. doi: 10.12122/j.issn.1674-4500.2020.01.12

人工智能辅助CT在COVID-19筛查及病情监测中的应用

doi: 10.12122/j.issn.1674-4500.2020.01.12
详细信息
    作者简介:

    王增奎,副主任医师,E-mail:13633370591@163.com

    通讯作者:

    徐 锋,硕士,主任医师,E-mail:13581711659@163.com

Preliminary application of artificial intelligence-assisted CT in screening and monitoring of COVID-19

  • 摘要: 目的探讨人工智能辅助CT在COVID-19病变筛查以及病情监测评估中的应用价值。方法收集27例COVID-19患者的CT影像资料,其中男性14例,女性13例,年龄28~85岁(48.9±14.3岁)。将图像输入基于深度学习模型的“uAI新冠肺炎智能辅助分析系统”,软件自动批量进行肺炎病灶识别和标记,并自动计算病变总体积、内部磨玻璃影体积及实变区域体积。通过PACS系统对人工智能辅助诊断软件识别病灶进行人工诊断复核,记录软件识别区域假阳性或假阴性情况,并通过手动修复少数假阳性或假阴性图像。结果人工智能辅助诊断软件可对肺炎病灶进行自动识别和标记,并计算出患者病灶总体积、内部磨玻璃影体积及实变区域体积。通过人工复核诊断显示人工智能辅助诊断软件对病灶标记的范围与肉眼观察相比具有较好的一致性。20例临床普通型患者均未见假阳性或假阴性病例;重症及危重症患者中有3例患者可见局部软件标记病灶呈假阳性表现,临床患者类型组间的差异有统计学意义(P<0.05)。人工智能辅助诊断软件提供的随访功能可直观的以图片及图表方式呈现两次检查病灶范围及密度变化的对比情况。人工复核诊断显示2例患者可见局部病灶标识区域呈假阴性表现,3例患者可见假阳性表现,临床患者类型组间的差异有统计学意义(P<0.05)。结论人工智能辅助CT可有效识别COVID-19病灶,并提供病灶相关数据信息。在患者病情评估方面通过图片及图表方式可直观的显示病变范围及内部密度差异的变化,为临床评效提供客观数据支持,同时提高了影像医师的工作效率。

     

  • 图  1  人工智能辅助诊断软件示意图

    患者男,58岁,确诊COVID-19,人工智能辅助诊断软件对肺炎病灶进行自动识别、标记,并计算出病灶总体积及相关密度体积.

    Figure  1.  Diagrammatic sketch of artificial intelligence auxiliary diagnostic software

    图  2  人工智能辅助诊断软件病灶标记范围与人工复核肉眼观察对比

    患者男,58岁,确诊COVID-19,人工智能辅助诊断软件病灶标记范围与人工复核肉眼观察相比一致性较高.

    Figure  2.  Comparison of the range of focal markings of artificial intelligence assisted diagnostic software and artificial review of naked eye observation

    图  3  人工智能辅助诊断软件病灶标记范围与人工复核肉眼观察对比

    患者男,49岁,确诊COVID-19,人工智能辅助诊断软件病灶标记范围与人工复核肉眼观察相比一致性较高.

    Figure  3.  Comparison of the range of focal markings between artificial intelligence assisted diagnostic software and artificial review of naked eye observation

    图  4  人工智能辅助诊断软件标注病灶局部呈假阳性表现

    患者女,62岁,确诊COVID-19。患者扫描时屏气不佳导致图像出现容积伪影,被人工智能辅助诊断软件误标为病灶.

    Figure  4.  Local false positive features of lesions marked by artificial intelligence assisted diagnostic software

    图  5  人工智能辅助诊断软件示意图

    患者男,42岁,确诊COVID-19,CT复查显示病灶范围缩小,局部见残留纤维条索,人工智能辅助诊断软件显示病灶标记区范围缩小.

    Figure  5.  Diagrammatic sketch of the artificial intelligence auxiliary diagnostic software

    图  6  人工智能辅助诊断软件标记病灶呈假阴性表现

    患者女,29岁,确诊新COVID-19,原病灶区复查肉眼观察见轻微片絮状稍高密度影,对应区域软件未予以标记.

    Figure  6.  The artificial intelligence auxiliary diagnostic software marked false negative manifestations of focal points

    表  1  COVID-19患者相关数据分析

    Table  1.   Data analysis COVID-19 patients

    序号性别年龄(岁)临床分型累及肺叶数目首次CT检查CT复查CT复查影像评估
    病变体积(cm3磨玻璃(cm3实性(cm3病变体积(cm3磨玻璃(cm3实性(cm3
    1 41 普通型 4 132.1 68.3 47.9 11.3 6.9 2.9 好转
    2 33 普通型 3 214.1 109.2 74.8 117.7 60.5 34.6 好转
    3 63 重型 5 822.3 382.1 257.8 948.4 568.3 275.6 进展
    4 58 普通型 5 200.1 151.5 23.4 196.2 147.4 31.6 无明显变化
    5 52 普通型 5 248.9 115.5 92.9 168.3 51.8 79.8 好转
    6 62 危重型 5 1 185.3 633.9 186.8 1393.1 798.7 362.6 进展
    7 45 普通型 4 276.6 57.7 138.3 261.1 62.1 133.9 无明显变化
    8 67 重型 5 409.8 267.6 76.6 465.1 239.1 141.5 进展
    9 28 普通型 2 77.3 37.3 23.3 10.7 6.9 0.7 好转
    10 45 普通型 2 17.6 10.2 3.1 4.9 3.0 0.4 好转
    11 49 普通型 2 36.2 9.8 17.5 6.0 2.8 2.1 好转
    12 66 普通型 5 235.1 124.6 66.6 50.9 33.6 11.3 好转
    13 51 危重型 5 952.3 663.8 184.2 1436.5 529.6 629.1 进展
    14 31 重型 5 1 225.6 734.3 287.4 851.5 557.6 132.2 好转
    15 46 普通型 5 308.1 169.4 72.9 152.6 86.9 34.0 好转
    16 35 普通型 4 46.1 30.8 8.9 20.7 12.1 3.8 好转
    17 29 普通型 1 1.7 0.9 0.6 0.3 0.3 0 好转
    18 30 普通型 2 21.2 13.5 6.5 1.3 1.0 0.2 好转
    19 85 重型 5 771.6 436.8 232.3 1233.2 637.2 417.6 进展
    20 49 普通型 4 28.6 19.2 4.9 16.2 11.5 2.6 好转
    21 67 普通型 3 151.7 87.2 45.3 41.8 10.3 20.9 好转
    22 37 普通型 2 7.7 4.5 1.2 4.0 2.8 0.3 好转
    23 41 普通型 4 27.6 20.3 3.3 18.8 14.1 1.9 好转
    24 54 普通型 5 76.5 40.4 22.7 7.3 2.3 2.5 好转
    25 49 普通型 5 286.6 159.8 98.6 201.4 128.3 44.8 好转
    26 65 普通型 3 121.4 57.1 54.4 91.5 50.1 26.5 好转
    27 42 重型 5 539.2 309.3 102.8 367.1 170.0 113.4 好转
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    表  2  COVID-19智能辅助分析软件病灶标识与人工诊断复核符合情况(n

    Table  2.   Conformance of COVID-19 intelligent assisted analysis software focus identification and artificial diagnosis review

    临床分型首次CT复查CT
    符合不符合符合不符合
    普通型 20 0 19 1
    重型及危重型 4 3 3 4
    χ2 9.643 9.343
    P 0.002 0.002
    下载: 导出CSV
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  • 收稿日期:  2020-02-26
  • 刊出日期:  2020-01-01

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    2023年12月27日