Deep Learning-Based End-to-End Diagnosis System for Avascular Necrosis of Femoral Head

缺血性坏死 医学 放射科 卷积神经网络 股骨头 射线照相术 医学影像学 一致性(知识库) 临床诊断 人工智能 模态(人机交互) 医学诊断 阶段(地层学) 计算机科学 特征(语言学) 深度学习 可视化
作者
Yang Li,Yan Li,Hua Tian
出处
期刊:IEEE Journal of Biomedical and Health Informatics [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:25 (6): 2093-2102 被引量:37
标识
DOI:10.1109/jbhi.2020.3037079
摘要

As the first diagnostic imaging modality of avascular necrosis of the femoral head (AVNFH), accurately staging AVNFH from a plain radiograph is critical yet challenging for orthopedists. Thus, we propose a deep learning-based AVNFH diagnosis system (AVN-net). The proposed AVN-net reads plain radiographs of the pelvis, conducts diagnosis, and visualizes results automatically. Deep convolutional neural networks are trained to provide an end-to-end diagnosis solution, covering tasks of femoral head detection, exam-view identification, side classification, AVNFH diagnosis, and key clinical notes generation. AVN-net is able to obtain state-of-the-art testing AUC of 0.97 ( 95% CI: 0.97-0.98) in AVNFH detection and significantly greater F1 scores than less-to-moderately experienced orthopedists in all diagnostic tests ( p < 0.01). Furthermore, two real-world pilot studies were conducted for diagnosis support and education assistance, respectively, to assess the utility of AVN-net. The experimental results are promising. With the AVN-net diagnosis as a reference, the diagnostic accuracy and consistency of all orthopedists considerably improved while requiring only 1/4 of the time. Students self-studying the AVNFH diagnosis using AVN-net can learn better and faster than the control group. To the best of our knowledge, this study is the first research on the prospective use of a deep learning-based diagnosis system for AVNFH by conducting two pilot studies representing real-world application scenarios. We have demonstrated that the proposed AVN-net achieves expert-level AVNFH diagnosis performance, provides efficient support in clinical decision-making, and effectively passes clinical experience to students.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

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
刚刚
李滨成完成签到,获得积分10
1秒前
KSAcc完成签到,获得积分10
1秒前
最好的完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
xw完成签到,获得积分10
2秒前
大模型的应助被橘子采纳,获得10
2秒前
fxg完成签到 ,获得积分10
2秒前
asia完成签到 ,获得积分10
3秒前
温暖的蚂蚁完成签到 ,获得积分10
3秒前
4秒前
巫马白亦发布了新的文献求助10
5秒前
瞿采枫完成签到,获得积分10
5秒前
Firsterchao发布了新的文献求助10
5秒前
你说得对完成签到,获得积分10
5秒前
123完成签到,获得积分10
6秒前
思源的应助被三斤采纳,获得10
6秒前
103x完成签到,获得积分10
6秒前
黄文洁完成签到,获得积分10
6秒前
初景的应助被DavidSun采纳,获得20
6秒前
666完成签到,获得积分10
7秒前
苏州小北完成签到,获得积分10
7秒前
miang发布了新的文献求助10
8秒前
姜丝罐罐n完成签到 ,获得积分10
9秒前
满意的慕凝完成签到,获得积分10
9秒前
科研通AI6.4的应助被晨曦采纳,获得10
9秒前
桐桐的应助被FG采纳,获得10
9秒前
李十一完成签到,获得积分10
9秒前
ddup完成签到,获得积分10
9秒前
司空剑封完成签到,获得积分10
10秒前
SILLAGEYE完成签到,获得积分20
12秒前
litongkk完成签到 ,获得积分10
14秒前
zyzza完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
巫马白亦完成签到,获得积分10
15秒前
阿梨完成签到 ,获得积分10
15秒前
Owen的应助被研友_YLBPgZ采纳,获得10
15秒前
完美世界的应助被mqy采纳,获得30
15秒前
swh发布了新的文献求助10
15秒前
best完成签到 ,获得积分10
16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
Energie-Contracting 1500
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
Oncology Clinical Trials: Successful Design, Conduct, and Analysis, Second Edition 800
Sustainable Engineered Micro/Nanofibers and Hybrid Nanocomposites for Environmental Remediation 400
Ecotourism 400
Liquidus diagram and viscosity estimation in pseudo-binary system Li2B6O10–LiF 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8076125
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9494315
关于积分的说明 21378968
捐赠科研通 7644187
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3400011
关于科研通互助平台的介绍 2529797
邀请新用户注册赠送积分活动 2438721