04 اسفند 1403
logo

مرکز تحقیقات رادیولوژی نوین و تهاجمی

دانشگاه علوم پزشکی تهران

فعالیت‌های مرکز تحقیقات رادیولوژی در حوزه هوش‌ مصنوعی

با توجه به حجم گسترده داده‌های تصویری که روزانه تولید می‌شود، مراکز تحقیقات رادیولوژی پتانسیل عظیمی برای بهره‌گیری از هوش مصنوعی دارند. این فناوری می‌تواند دقت و سرعت تشخیص بیماری‌ها را به طور چشمگیری بهبود بخشد و به رادیولوژیست‌ها در اتخاذ تصمیمات بالینی آگاهانه کمک کند. در ادامه برخی از فعالیت‌های مراکز تحقیقات رادیولوژی در حوزه هوش مصنوعی آورده شده است:

۱. توسعه الگوریتم‌های تشخیص خودکار بیماری‌ها:

  • تشخیص تومور: توسعه الگوریتم‌هایی برای تشخیص خودکار انواع تومورها در تصاویر رادیولوژی (مانند سی‌تی اسکن، ام‌آر‌آی و پت اسکن).
  • تشخیص بیماری‌های ریوی: تشخیص خودکار بیماری‌هایی مانند پنومونی، کووید-۱۹ و فیبروز ریوی.
  • تشخیص بیماری‌های قلبی-عروقی: تشخیص زودهنگام بیماری‌های قلبی-عروقی مانند آنوریسم آئورت و تنگی عروق کرونر.

 

۲. بهینه‌سازی فرآیندهای تصویربرداری:

  • کاهش دوز پرتو: توسعه الگوریتم‌هایی برای کاهش دوز پرتو در حین انجام تصویربرداری، به ویژه برای کودکان و زنان باردار.
  • بهبود کیفیت تصاویر: استفاده از هوش مصنوعی برای بهبود کیفیت تصاویر رادیولوژی و کاهش نویز.
  • تسهیل تفسیر تصاویر: توسعه ابزارهایی برای کمک به رادیولوژیست‌ها در تفسیر تصاویر رادیولوژی، مانند برجسته‌سازی مناطق مشکوک.

 

۳. تحلیل داده‌های بزرگ (Big Data):

  • شناسایی الگوها: استفاده از الگوریتم‌های یادگیری ماشین برای شناسایی الگوهای پنهان در داده‌های رادیولوژی و کشف ارتباطات جدید بین بیماری‌ها و عوامل خطر.
  • پیش‌بینی پیشرفت بیماری: پیش‌بینی روند پیشرفت بیماری در بیماران مبتلا به بیماری‌های مزمن.
  • ارزیابی اثربخشی درمان: ارزیابی اثربخشی روش‌های مختلف درمانی بر اساس داده‌های رادیولوژی.

 

۴. توسعه ابزارهای کمک‌تشخیصی:

  • کمک به رادیولوژیست‌ها: توسعه ابزارهایی برای کمک به رادیولوژیست‌ها در تشخیص بیماری‌ها، مانند ابزارهای اندازه‌گیری خودکار و طبقه‌بندی خودکار ضایعات.
  • تفسیر گزارش‌های رادیولوژی: توسعه سیستم‌هایی برای تفسیر خودکار گزارش‌های رادیولوژی و استخراج اطلاعات کلیدی.

 

۵. همکاری با سایر حوزه‌ها:

  • همکاری با مهندسان نرم‌افزار: توسعه و پیاده‌سازی الگوریتم‌های هوش مصنوعی.
  • همکاری با متخصصان پزشکی: اعتبارسنجی مدل‌های هوش مصنوعی و اطمینان از اثربخشی آن‌ها در محیط‌های بالینی.
  • همکاری با دانشمندان داده: جمع‌آوری، پردازش و تحلیل داده‌های رادیولوژی.

 

۶. آموزش و پژوهش:

  • آموزش پرسنل: برگزاری دوره‌های آموزشی برای آشنایی پرسنل مرکز با مفاهیم و کاربردهای هوش مصنوعی در رادیولوژی.
  • انجام پژوهش‌های بنیادی: انجام پژوهش‌های بنیادی در حوزه هوش مصنوعی برای رادیولوژی به منظور توسعه الگوریتم‌های جدید و بهبود روش‌های موجود.
  • انتشار مقالات علمی: انتشار نتایج پژوهش‌ها در مجلات معتبر علمی.

 

جمع‌بندی:
با توجه به پیشرفت‌های سریع در حوزه هوش مصنوعی، نقش آن در رادیولوژی در آینده بیش از پیش پررنگ خواهد شد. مرکز تحقیقات رادیولوژی می‌تواند با سرمایه‌گذاری در این حوزه، سهم بسزایی در پیشرفت‌های پزشکی و بهبود خدمات تشخیصی ایفا کند.

 

دستاوردهای علمی مرکز در زمینه هوش مصنوعی به شرح زیر می باشد:

  • تاریخ انتشار : 1403/05/02 - 09:00
  • تعداد بازدید : 32
  • زمان مطالعه : 1 دقیقه

Deep learning-based automatic detection of tuberculosis disease in chest X-ray images

 {faces}

Purpose

To train a convolutional neural network (CNN) model from scratch to automatically detect tuberculosis (TB) from chest X-ray (CXR) images and compare its performance with transfer learning based technique of different pre-trained CNNs.

Material and methods

We used two publicly available datasets of postero-anterior chest radiographs, which are from Montgomery County, Maryland, and Shenzhen, China. A CNN (ConvNet) from scratch was trained to automatically detect TB on chest radiographs. Also, a CNN-based transfer learning approach using five different pre-trained models, including Inception_v3, Xception, ResNet50, VGG19, and VGG16 was utilized for classifying TB and normal cases from CXR images. The performance of models for testing datasets was evaluated using five performances metrics, including accuracy, sensitivity/recall, precision, area under curve (AUC), and F1-score.

Results

All proposed models provided an acceptable accuracy for two-class classification. Our proposed CNN architecture (i.e., ConvNet) achieved 88.0% precision, 87.0% sensitivity, 87.0% F1-score, 87.0% accuracy, and AUC of 87.0%, which was slightly less than the pre-trained models. Among all models, Exception, ResNet50, and VGG16 provided the highest classification performance of automated TB classification with precision, sensitivity, F1-score, and AUC of 91.0%, and 90.0% accuracy.

Conclusions

Our study presents a transfer learning approach with deep CNNs to automatically classify TB and normal cases from the chest radiographs. The classification accuracy, precision, sensitivity, and F1-score for the detection of TB were found to be more than 87.0% for all models used in the study. Exception, ResNet50, and VGG16 models outperformed other deep CNN models for the datasets with image augmentation methods.

  • Article_DOI : 10.5114/pjr.2022.113435
  • نویسندگان : nahid sadighi,mohammad salehi,hamed ghaffari,reza reiazi,eman showkatian
  • گروه خبر : پژوهش,مقالات,research article,AI
  • کد خبر : 271858
کلمات کلیدی
مدیر سایت
تهیه کننده:

مدیر سایت

0 نظر برای این مطلب وجود دارد

ارسال نظر

نظر خود را وارد نمایید:

متن درون تصویر را در جعبه متن زیر وارد نمائید *
متن مورد نظر خود را جستجو کنید
تنظیمات پس زمینه