11 天前

一种基于仅二分类的胸部CT扫描检测正常、新冠肺炎及肺炎患者的新型方法

{Ankit KumarSanjeev Sharma, Maganti Bhargav Hemanth, Peddaputha Akash, Sanskar Hasija}
摘要

严重急性呼吸综合征冠状病毒2型(SARS-CoV-2),即新型冠状病毒,已在全球范围内迅速传播,引发了一场前所未有的重大疫情,对全球公共卫生、社会秩序及经济稳定造成了深远影响。该病毒为RNA病毒,具有感染人类及多种动物的能力。尽早实现病毒的诊断,对于控制疫情蔓延、防止严重COVID-19暴发具有重要意义。目前常用的检测技术,如逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR)和血清学检测,存在耗时长、成本高、依赖专业实验室设备等局限性,难以在资源有限地区广泛普及,限制了其在基层和快速筛查中的应用。近年来,深度学习技术迅速发展,在图像分类领域,尤其是医学影像分析中展现出巨大潜力。本研究聚焦于利用胸部计算机断层扫描(CT)图像,实现对新冠感染者与健康个体的自动化区分。卷积神经网络(CNN)具备从CT图像中自动学习并识别病变特征的能力,因此在本研究中,多种CNN模型被应用于分析胸部CT图像,以检测新冠肺炎相关的影像学差异,取得了91%至98%的分类准确率。研究采用多类分类方法构建模型架构。此外,本研究提出一种新型分类策略,通过组合两个二分类模型协同工作,实现对CT图像的高效判别,最终达到98.38%的准确率。所有模型的性能均通过多种分类评估指标(如精确率、召回率、F1分数及AUC值等)进行系统比较与分析,验证了所提方法的有效性与优越性。

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