S'abonner

Artificial intelligence solution to classify pulmonary nodules on CT - 26/11/20

Doi : 10.1016/j.diii.2020.10.004 
D. Blanc a, V. Racine a, A. Khalil b, c, M. Deloche d, J.-A. Broyelle d, I. Hammouamri d, E. Sinitambirivoutin d, M. Fiammante e, E. Verdier e, T. Besson e, A. Sadate f, M. Lederlin g, F. Laurent h, G. Chassagnon i, G. Ferretti j, Y. Diascorn k, P.-Y. Brillet l, Lucie Cassagnes m, C. Caramella n, A. Loubet o, N. Abassebay p, P. Cuingnet p, M. Ohana q, J. Behr r, A. Ginzac s, t, u, H. Veyssiere s, t, u, X. Durando s, t, u, v, I. Bousaïd w, N. Lassau x, J. Brehant y,
a QuantaCell, IRMB, Hôpital Saint-Eloi, 34090 Montpellier, France 
b Department of Radiology, Neuroradiology unit, Assistance Publique-Hôpitaux de Paris, Hôpital Bichat Claude Bernard, 75018 Paris, France 
c Université de Paris, 75010, Paris, France 
d >IBM Cognitive Systems Lab, 34000 Montpellier, France 
e IBM Cognitive Systems France, 92270 Bois-Colombes, France 
f Department of Radiology and Medical Imaging, CHU Nîmes, University Montpellier, EA2415, 30029 Nîmes, France 
g Department of Radiology, Hôpital Universitaire Pontchaillou, 35000 Rennes, France 
h Department of thoracic and cardiovascular Imaging, Respiratory Diseases Service, Respiratory Functional Exploration Service, Hôpital universitaire de Bordeaux, CIC 1401, 33600 Pessac, France 
i Department of Radiology, Hôpital Cochin, Assistance Publique-Hôpitaux de Paris, 75014, Paris, France & Université de Paris, 75006 Paris, France 
j Department of Radiology and Medical Imaging, CHU Grenoble Alpes, 38700 Grenoble, France 
k Department of Radiology, Hôpital Universitaire Pasteur, Nice, France 
l Inserm UMR 1272, Université Sorbonne Paris Nord, Assistance Publique-Hôpitaux de Paris, Department of Radiology, Hôpital Avicenne, 93430 Bobigny, France 
m Department of radiology B, CHU Gabriel Montpied, 63003 Clermont-Ferrand, France 
n Department of Radiology, Institut Gustave Roussy, 94800 Villejuif, France 
o Department of Neuroradiology, Hôpital Gui-de-Chauliac, CHRU de Montpellier, 34000 Montpellier, France 
p Department of Radiology, CH Douai, 59507 Douai, France 
q Department of Radiology, Nouvel Hôpital Civil, 67000 Strasbourg, France 
r Department of Radiology, CHRU de Jean-Minjoz Besançon, 25030 Besançon, France 
s Clinical Research Unit, Clinical Research and Innovation Delegation, Centre de Lutte contre le Cancer, Centre Jean Perrin, 63011 Clermont-Ferrand Cedex 1, France 
t Université Clermont Auvergne,INSERM, U1240 Imagerie Moléculaire et Stratégies Théranostiques, Centre Jean Perrin, 63011 Clermont-Ferrand, France 
u Clinical Investigation Center, UMR501, 63011 Clermont-Ferrand, France 
v Department of Medical Oncology, Centre Jean Perrin, 63011 Clermont-Ferrand, France 
w Digital Transformation and Information Systems Division, Gustave Roussy, 94800 Villejuif, France 
x Multimodal Biomedical Imaging Laboratory Paris-Saclay, BIOMAPS, UMR 1281, Université Paris-Saclay, Inserm, CNRS, CEA, Department of Radiology, Institut Gustave Roussy, 94800, Villejuif, France 
y Department of Radiology, Centre Jean Perrin, 63011 Clermont-Ferrand, France 

Corresponding author.

Bienvenue sur EM-consulte, la référence des professionnels de santé.
Article gratuit.

Connectez-vous pour en bénéficier!

Highlights

An algorithm was created to detect and classify pulmonary nodules in two categories based on their volume greater than 100 mm3 or not, using machine learning and deep learning techniques.
A fully functional pipeline using 3D U-NET, 3D Retina-UNET and classifier stage with a support vector machine algorithm was developed, resulting in high capabilities for pulmonary nodule classification.
The developed pipeline, from a database from different hospitals and with different data acquisition protocols, has very satisfactory performance.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Abstract

Purpose

The purpose of this study was to create an algorithm to detect and classify pulmonary nodules in two categories based on their volume greater than 100 mm3 or not, using machine learning and deep learning techniques.

Materials and method

The dataset used to train the model was provided by the organization team of the SFR (French Radiological Society) Data Challenge 2019. An asynchronous and parallel 3-stages pipeline was developed to process all the data (a data “pre-processing” stage; a “nodule detection” stage; a “classifier” stage). Lung segmentation was achieved using 3D U-NET algorithm; nodule detection was done using 3D Retina-UNET and classifier stage with a support vector machine algorithm on selected features. Performances were assessed using area under receiver operating characteristics curve (AUROC).

Results

The pipeline showed good performance for pathological nodule detection and patient diagnosis. With the preparation dataset, an AUROC of 0.9058 (95% confidence interval [CI]: 0.8746–0.9362) was obtained, 87% yielding accuracy (95% CI: 84.83%–91.03%) for the “nodule detection” stage, corresponding to 86% specificity (95% CI: 82%–92%) and 89% sensitivity (95% CI: 84.83%–91.03%).

Conclusion

A fully functional pipeline using 3D U-NET, 3D Retina-UNET and classifier stage with a support vector machine algorithm was developed, resulting in high capabilities for pulmonary nodule classification.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Keywords : Lung cancer, Pulmonary nodule, Support vector machine, Deep learning, Machine learning.

Abbreviations : 2D, 3D, AI, AUC, AUROC, CAD, CNN, CPU, CT, FN, FP, GPU, HU, LIDC, R-CNN, RFE, ROC, SVM


Plan


© 2020  The Author(s). Publié par Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés.
Ajouter à ma bibliothèque Retirer de ma bibliothèque Imprimer
Export

    Export citations

  • Fichier

  • Contenu

Vol 101 - N° 12

P. 803-810 - décembre 2020 Retour au numéro
Article précédent Article précédent
  • Artificial intelligence to predict clinical disability in patients with multiple sclerosis using FLAIR MRI
  • P. Roca, A. Attye, L. Colas, A. Tucholka, P. Rubini, S. Cackowski, J. Ding, J.-F. Budzik, F. Renard, S. Doyle, E.L. Barbier, I. Bousaid, R. Casey, S. Vukusic, N. Lassau, S. Verclytte, F. Cotton, OFSEP Investigators, Steering Committee, Investigators, Imaging group, B. Brochet, R. Casey, F. Cotton, J. De Sèze, P. Douek, F. Guillemin, D. Laplaud, C. Lebrun-Frenay, L. Mansuy, T. Moreau, J. Olaiz, J. Pelletier, C. Rigaud-Bully, B. Stankoff, S. Vukusic, R. Marignier, M. Debouverie, G. Edan, J. Ciron, A. Ruet, N. Collongues, C. Lubetzki, P. Vermersch, P. Labauge, G. Defer, M. Cohen, A. Fromont, S. Wiertlewsky, E. Berger, P. Clavelou, B. Audoin, C. Giannesini, O. Gout, E. Thouvenot, O. Heinzlef, A. Al-Khedr, B. Bourre, O. Casez, P. Cabre, A. Montcuquet, A. Créange, J.-P. Camdessanché, J. Faure, A. Maurousset, I. Patry, K. Hankiewicz, C. Pottier, N. Maubeuge, C. Labeyrie, C. Nifle, R. Ameli, R. Anxionnat, A. Attye, E. Bannier, C. Barillot, D. Ben Salem, M.-P. Boncoeur-Martel, F. Bonneville, C. Boutet, J.-C. Brisset, F. Cervenanski, B. Claise, O. Commowick, J.-M. Constans, P. Dardel, H. Desal, Vincent Dousset, F. Durand-Dubief, J.-C. Ferre, E. Gerardin, T. Glattard, S. Grand, T. Grenier, R. Guillevin, C. Guttmann, A. Krainik, S. Kremer, S. Lion, N. Menjot de Champfleur, L. Mondot, O. Outteryck, N. Pyatigorskaya, J.-P. Pruvo, S. Rabaste, J.-P. Ranjeva, J.-A. Roch, J.C. Sadik, D. Sappey-Marinier, J. Savatovsky, J.-Y. Tanguy, A. Tourbah, T. Tourdias
| Article suivant Article suivant
  • Comparison of breast density assessment between human eye and automated software on digital and synthetic mammography: Impact on breast cancer risk
  • M. Le Boulc’h, A. Bekhouche, E. Kermarrec, A. Milon, C. Abdel Wahab, S. Zilberman, N. Chabbert-Buffet, I. Thomassin-Naggara

Bienvenue sur EM-consulte, la référence des professionnels de santé.

Mon compte


Plateformes Elsevier Masson

Déclaration CNIL

EM-CONSULTE.COM est déclaré à la CNIL, déclaration n° 1286925.

En application de la loi nº78-17 du 6 janvier 1978 relative à l'informatique, aux fichiers et aux libertés, vous disposez des droits d'opposition (art.26 de la loi), d'accès (art.34 à 38 de la loi), et de rectification (art.36 de la loi) des données vous concernant. Ainsi, vous pouvez exiger que soient rectifiées, complétées, clarifiées, mises à jour ou effacées les informations vous concernant qui sont inexactes, incomplètes, équivoques, périmées ou dont la collecte ou l'utilisation ou la conservation est interdite.
Les informations personnelles concernant les visiteurs de notre site, y compris leur identité, sont confidentielles.
Le responsable du site s'engage sur l'honneur à respecter les conditions légales de confidentialité applicables en France et à ne pas divulguer ces informations à des tiers.


Tout le contenu de ce site: Copyright © 2024 Elsevier, ses concédants de licence et ses contributeurs. Tout les droits sont réservés, y compris ceux relatifs à l'exploration de textes et de données, a la formation en IA et aux technologies similaires. Pour tout contenu en libre accès, les conditions de licence Creative Commons s'appliquent.