Knowledge-based Collaborative Deep Learning for Benign-Malignant Lung Nodule Classification on Chest CT

人工智能 计算机科学 深度学习 水准点(测量) 全国肺筛查试验 肺癌 肺癌筛查 加权 结核(地质) 体素 放射科 模式识别(心理学) 医学 计算机断层摄影术 病理 生物 内科学 古生物学 地理 大地测量学
作者
Yutong Xie,Yong Xia,Jianpeng Zhang,Yang Song,Dagan Feng,Michael Fulham,Weidong Cai
出处
期刊:IEEE Transactions on Medical Imaging [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:38 (4): 991-1004 被引量:478
标识
DOI:10.1109/tmi.2018.2876510
摘要

The accurate identification of malignant lung nodules on chest CT is critical for the early detection of lung cancer, which also offers patients the best chance of cure. Deep learning methods have recently been successfully introduced to computer vision problems, although substantial challenges remain in the detection of malignant nodules due to the lack of large training data sets. In this paper, we propose a multi-view knowledge-based collaborative (MV-KBC) deep model to separate malignant from benign nodules using limited chest CT data. Our model learns 3-D lung nodule characteristics by decomposing a 3-D nodule into nine fixed views. For each view, we construct a knowledge-based collaborative (KBC) submodel, where three types of image patches are designed to fine-tune three pre-trained ResNet-50 networks that characterize the nodules' overall appearance, voxel, and shape heterogeneity, respectively. We jointly use the nine KBC submodels to classify lung nodules with an adaptive weighting scheme learned during the error back propagation, which enables the MV-KBC model to be trained in an end-to-end manner. The penalty loss function is used for better reduction of the false negative rate with a minimal effect on the overall performance of the MV-KBC model. We tested our method on the benchmark LIDC-IDRI data set and compared it to the five state-of-the-art classification approaches. Our results show that the MV-KBC model achieved an accuracy of 91.60% for lung nodule classification with an AUC of 95.70%. These results are markedly superior to the state-of-the-art approaches.
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
科研通AI6.4应助惜芹采纳,获得10
2秒前
Xide发布了新的文献求助10
2秒前
zhangjing发布了新的文献求助10
2秒前
卡乐李发布了新的文献求助10
2秒前
KI完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
5秒前
沈随便发布了新的文献求助10
5秒前
ren发布了新的文献求助10
6秒前
领导范儿应助要减肥鸣凤采纳,获得30
6秒前
6秒前
7秒前
8秒前
8秒前
所所应助坦率的匪采纳,获得10
8秒前
甜美的芷完成签到,获得积分10
8秒前
以后完成签到,获得积分10
9秒前
anyilin完成签到,获得积分10
9秒前
烟艇记发布了新的文献求助10
10秒前
nnn发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
10秒前
12秒前
zhabgyyy发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
winni发布了新的文献求助10
12秒前
甜美的芷发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
无极微光应助踏雪采纳,获得20
13秒前
ren完成签到,获得积分20
13秒前
zhangjing完成签到,获得积分10
14秒前
anyilin发布了新的文献求助10
14秒前
sss完成签到,获得积分20
15秒前
汉堡包应助Jonathan采纳,获得10
15秒前
思源应助gjww采纳,获得30
15秒前
yansiyi完成签到,获得积分20
16秒前
可爱的函函应助沈随便采纳,获得10
16秒前
领会发布了新的文献求助10
16秒前
动人的向珊完成签到,获得积分10
17秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(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
48V Low-voltage Power Distribution Network (PDN) Architecture Industry Report, 2024 800
ズームレンズの光学設計に関する研究 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7299628
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8918107
关于积分的说明 18886347
捐赠科研通 6964615
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3210892
关于科研通互助平台的介绍 2380266
邀请新用户注册赠送积分活动 2187651