A.I 用の Covid 放射線画像データセット (CORDA)

新型コロナウイルス感染症（COVID-19）ウイルスは、中国本土だけでなく世界中の複数の国に急速に蔓延しています。 最も深刻な影響を受けた国の一つであるイタリアでは、2020年4月7日の時点で135,586人の新型コロナウイルス感染症患者が記録され、そのうち17,127人が死亡した。この記事の執筆時点でピエモンテ州はイタリアで3番目に被害が多い地域であり、感染者数は13,343人となっている。 早期診断は、患者の適切な治療と病気の蔓延の防止にとって重要な要素です。 新型コロナウイルス感染症（COVID-19）の呼吸気道と肺上皮に対する高い指向性を考慮すると、感染患者の肺への関与の特定は、この疾患の治療とモニタリングに関連する可能性があります。 現在、ウイルス検査が唯一の具体的な診断方法と考えられています。 米国疾病管理センター（CDC）は、逆転写ポリメラーゼ連鎖反応によるウイルス検査のために、上気道（鼻咽頭および中咽頭スワブ）または可能な場合は下気道（気管支肺胞洗浄、BAL）から検体を収集して検査することを推奨しています。 (RT-PCR) アッセイ。 放射線学会（フライシュナー協会、SIRM、RSNA）の現在の見解文書では、新型コロナウイルス感染症（COVID-19）の診断に画像処理を日常的に使用することは推奨されていない。

しかし、病気の初期段階であっても、胸部 X 線 (CXR) やコンピューター断層撮影 (CT) スキャンで病理学的所見が示される可能性があることは広く実証されています。 これらは実際には非特異的であり、他のウイルス感染症（インフルエンザ、H1N1、SARS、MERSなど）と重複していることに注意する必要があります。ほとんどの著者は、主に下葉に関与する末梢両側の不明瞭なすりガラス状陰影が徐々に進行すると報告しています。疾患が重篤になるにつれて伸展が増大し​​、びまん性実質硬化を引き起こすため、CT は末梢すりガラス状混濁を早期に検出する高感度のツールです。しかし、これらの患者に対する CT イメージングの日常的な役割は、医療専門家や他の患者にとって安全性の観点からロジスティック上困難であり、利用可能なリソースを圧倒する可能性があります。 胸部 X 線写真は、特に緊急事態において有用なツールです。胸部 X 線写真は、他の可能性のある肺の「noxa」を除外するのに役立ち、肺の病変の範囲を最初に大まかに評価することができます。そして最も重要なことは、患者のベッドでポータブル デバイスを使用して画像を取得できることです。医療従事者や他の患者への曝露の可能性を制限します。 さらに、CXR を長期間繰り返して肺疾患の進行を監視することもできます。

方法論:

非常に標準的なパイプライン、つまり胸部画像の前処理と肺のセグメンテーション、その後に転移学習で得られた分類モデルに基づいた深層学習アプローチについて説明します。 このセクションで説明するように、データの前処理は、データに存在するバイアスを除去するための基本です。 特に、ディープモデルは学習プロセスを促進するこれらのバイアスを簡単に認識できることを示します。 新型コロナウイルスのデータセットのサイズが小さいことを考えると、事前トレーニングに使用されるより大きなデータセットが重要な役割を果たします。 したがって、最初に、どのデータセットが目標に使用できるかについて説明します。