Comparison of the methods of operation of the artificial intelligence system in the ultra-high sensitivity mode for the autonomous description of chest X-rays without pathology

封面

如何引用文章

全文:

详细

BACKGROUND: Up to 95% of digital fluoroscopy screening studies are free of pathologic changes. Radiologists typically spend the majority of their time reviewing and describing such studies. In these cases, artificial intelligence systems can be used to automate the description, thereby saving physicians’ time [1–3].

AIM: The aim of this study was to compare the efficacy of various algorithms within an existing artificial intelligence system in an ultra-high sensitivity scenario and to estimate the percentage of X-rays that could be automatically characterized.

MATERIALS AND METHODS: The artificial intelligence system “Cels.Fluorography” version 0.15.3 was used for the analysis. A dataset derived from disparate medical organizations, comprising 11,707 studies devoid of pathology and 5,846 studies exhibiting pathology, was selected for comparison. A subsample of 500 studies with pathology and 9,500 studies without pathology (5% to 95% balance) was randomly selected 1,000 times from the dataset to calculate the metrics. The resulting metrics were then averaged.

The markup of two physicians was used as the source of the target variable. In the event of a discrepancy in opinion, the study was subjected to an expert physician evaluation. An X-ray was considered pathological if the final markup contained at least one of 12 radiological features [4].

Five methods were used to compare metrics: by maximum (1) and mean (2) probability of radiological features localized by the neural network-detector; by maximum (3) and mean (4) probability of feature presence derived from dedicated “heads” of the neural network trained to determine the presence of each feature on the image (0 for no feature, 1 for presence); by probability (5) derived from a separate “head” of the neural network trained to determine the binary presence of pathology on the study (0 for normal, 1 for pathology).

For each method, a response threshold was selected to ensure that no more than one missed pathology was identified per 1,000 examinations in the current subsample. The percentage of X-rays that could be correctly identified as pathology-free by artificial intelligence was calculated as the main quality metric.

RESULTS: The methods demonstrated the following average percentages of norm dropout: 66.4%, 72.2%, 69.0%, 74.1%, 68.7%—and the following area under the ROC curve: 0.948, 0.957, 0.964, 0.967, 0.971. The 95% confidence interval for the dropout rate associated with the optimal method was found to be 66.1% to 79.4%.

CONCLUSIONS: Modern artificial intelligence systems can be used to automate the description of a significant portion of screenings. The most efficacious method for norm screening (over 74% of the flow) was demonstrated by the averaging of probabilities derived from special “heads” of the neural network trained to identify the presence of pathology.

作者简介

Evgeniy Nikitin

Medical Screening Systems LLC

编辑信件的主要联系方式.
Email: e.nikitin@celsus.ai
ORCID iD: 0000-0001-7181-1036
https://t.me/varim_ml
俄罗斯联邦, Saint Petersburg

Nikita Plaksin

Medical Screening Systems LLC

Email: plaksin_ns@astralai.net
俄罗斯联邦, Saint Petersburg

Maria Garetz

Medical Screening Systems LLC

Email: garets_mb@astralai.net
俄罗斯联邦, Saint Petersburg

Evgeniy Gutin

Medical Screening Systems LLC

Email: gutin_em@astralai.net
俄罗斯联邦, Saint Petersburg

参考

  1. Plesner LL, Müller FC, Nybing JD, et al. Autonomous Chest Radiograph Reporting Using AI: Estimation of Clinical Impact. Radiology. 2023;307(3). doi: 10.1148/radiol.222268
  2. Mansoor A, Schmuecking I, Ghesu F-C, et al. Using AI to Identify Chest Radiographs with No Actionable Disease in Outpatient Imaging [Internet]. PREPRINT (Version 1) at Research Square; 2023. doi: 10.21203/rs.3.rs-2924070/v1
  3. Keski-Filppula T, Nikki M, Haapea M, Ramanauskas N, Tervonen O. Using artificial intelligence to detect chest X-rays with no significant findings in a primary health care setting in Oulu, Finland [Internet]. Preprint (Version 1). at arXiv; 2022. doi: 10.48550/ARXIV.2205.08123
  4. Basic diagnostic requirements for the results of AI services [Internet]. State budgetary institution of Moscow City Health Care "Scientific and Practical Clinical Center for Diagnostics and Telemedicine Technologies of the Moscow City Health Care Department". c2012-2023. Available from: https://mosmed.ai/ai/docs/ (In Russ)

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML

版权所有 © Eco-Vector, 2024

Creative Commons License
此作品已接受知识共享署名-非商业性使用-禁止演绎 4.0国际许可协议的许可。

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».