Ensemble de données d'images radiographiques Covid pour l'I.A. (CORDA)

Le virus COVID-19 s'est rapidement propagé en Chine continentale et dans plusieurs pays du monde. Au 7 avril 2020 en Italie, l'un des pays les plus gravement touchés, 135 586 patients atteints de COVID19 ont été enregistrés et 17 127 d'entre eux sont décédés ; au moment où nous écrivons, le Piémont est la 3e région la plus touchée d'Italie, avec 13 343 cas enregistrés. Un diagnostic précoce est un élément clé pour un traitement approprié des patients et la prévention de la propagation de la maladie. Compte tenu du tropisme élevé du COVID-19 pour les voies respiratoires et l'épithélium pulmonaire, l'identification de l'atteinte pulmonaire chez les patients infectés peut être pertinente pour le traitement et le suivi de la maladie. Le dépistage du virus est actuellement considéré comme la seule méthode spécifique de diagnostic. Le Center for Disease Control (CDC) aux États-Unis recommande de prélever et de tester des échantillons provenant des voies respiratoires supérieures (écouvillons nasopharyngés et oropharyngés) ou des voies respiratoires inférieures lorsqu'elles sont disponibles (lavage bronchoalvéolaire, BAL) pour les tests viraux avec réaction en chaîne par polymérase de transcription inverse (RT-PCR). Les documents de position actuels des sociétés de radiologie (Fleischner Society, SIRM, RSNA) ne recommandent pas l'utilisation systématique de l'imagerie pour le diagnostic de la COVID-19.

Cependant, il a été largement démontré que, même aux premiers stades de la maladie, les radiographies pulmonaires (CXR) et les tomodensitogrammes (TDM) peuvent montrer des résultats pathologiques. Il est à noter qu'elles sont en fait non spécifiques, et se chevauchent avec d'autres infections virales (comme la grippe, le H1N1, le SRAS et le MERS) : la plupart des auteurs rapportent des opacités périphériques bilatérales mal définies et en verre dépoli, touchant principalement les lobes inférieurs, progressivement augmentant en extension à mesure que la maladie devient plus sévère et conduisant à une consolidation parenchymateuse diffuse, la TDM est un outil sensible pour la détection précoce des opacités périphériques en verre dépoli ; cependant, le rôle de routine de l'imagerie CT chez ces patients est un défi logistique en termes de sécurité pour les professionnels de la santé et les autres patients, et peut submerger les ressources disponibles. La radiographie pulmonaire peut être un outil utile, en particulier dans les situations d'urgence : elle peut aider à exclure d'autres "noxa" pulmonaires possibles, permettre une première évaluation approximative de l'étendue de l'atteinte pulmonaire et, surtout, peut être obtenue au lit du patient à l'aide d'appareils portables, limiter l'exposition possible des travailleurs de la santé et des autres patients. De plus, la CXR peut être répétée dans le temps pour surveiller l'évolution de la maladie pulmonaire.

Méthodologie:

nous décrivons l'approche d'apprentissage en profondeur basée sur un pipeline assez standard, à savoir le prétraitement de l'image thoracique et la segmentation pulmonaire suivie d'un modèle de classification obtenu avec l'apprentissage par transfert. Comme nous le verrons dans cette section, le prétraitement des données est fondamental pour supprimer tout biais présent dans les données. En particulier, nous montrerons qu'il est facile pour un modèle profond de reconnaître ces biais qui pilotent le processus d'apprentissage. Compte tenu de la petite taille des ensembles de données COVID, un rôle clé est joué par les ensembles de données plus grands utilisés pour la pré-formation. Par conséquent, nous discutons d'abord des ensembles de données qui peuvent être utilisés pour nos objectifs.