Xogta caanka ah ee COVIDx oo ay dhaleeceeyeen Baarayaasha UK

Iskaashato cilmi baaris ah oo ka socota Boqortooyada Midowday (UK) ayaa dhaleeceyn ku muujisay heerka kalsoonida sayniska ee lagu hayo xogta xogta il furan ee loo isticmaalo falanqaynta aragtida ku salaysan kombuyuutarka ee raajada feedhaha ee COVID-19, iyada oo xuddun u ah xogta xogta isha furan ee caanka ah ee COVIDx.

Cilmi-baadhayaashu, iyagoo ku tijaabiyey COVIDx noocyo kala duwan oo tababar AI ah, waxay sheeganayaan inaysan 'matelin dhibaatada dhabta ah ee bukaan-socodka', in natiijooyinka lagu helay isticmaalka ay yihiin 'barar', iyo in moodooyinka 'aysan si fiican u soo koobin' dhabta ah. xogta aduunka.

Qorayaashu waxa kale oo ay xusaan iswaafaq la'aanta xogta lagu darsaday ee ka kooban COVIDx, halkaas oo sawirada asalka ahi ay ku yimaadaan go'aamo kala duwan kuwaas oo si toos ah dib loogu habeeyey socodka waxbarashada qoto dheer ee cabbirada joogtada ah ee lagama maarmaanka u ah tababarka, oo fiirso in habkani uu soo bandhigi karo farshaxanno khiyaano ah. ee la xidhiidha sawirka cabbirka algorithm, halkii ay ka ahaan lahayd dhinaca caafimaadka ee xogta.

The warqad waxaa loo yaqaan Khaladaadka isticmaalka xogta furan si loo horumariyo xalal barasho qoto dheer oo COVID-19 lagu ogaado raajada xabadka, waana iskaashi ka dhexeeya Xarunta Sawirka Xisaabinta & Jilidda ee Biomedicine (CISTIB) ee Jaamacadda Leeds, oo ay weheliyaan cilmi-baarayaal ka socda shan hay'adood oo kale oo isku magaalada ah, oo ay ku jiraan Cisbitaallada Waxbarashada ee Leeds NHS Trust.

Faahfaahinta cilmi-baarista, oo ay ku jiraan dhaqamada kale ee taban, 'si xun u isticmaalka calaamadaha' ee ku jira xogta COVIDx, iyo sidoo kale 'khatar sare oo eex iyo jahawareer'. Tijaabooyin ay cilmi-baarayaashu sameeyeen si ay xogta xog-ururinta u dhex-mariyaan xawligeeda saddex nooc oo waxbarasho qotodheer oo macquul ah ayaa ku kalliftay in ay soo gabagabeeyaan in 'Waxqabadka gaarka ah ee si weyn looga soo sheegay guud ahaan aagga dhibka waa la buunbuuniyay, in natiijooyinka waxqabadka moodeelku si khaldan loo soo bandhigay, iyo moodooyinkaas oo aan si fiican u soo koobin xogta dhabta ah ee bukaan-socodka.'

Shanta Xog ee Isbarbarya ee Hal

Warbixinta* waxay xustay in inta badan hababka AI-ku-salaysan ee goobtan ay ku xidhan yihiin 'kala duwanaansho' xog kala duwan oo laga helay kaydad il furan oo kala duwan, iyadoo la eegayo in shan xog-ururin oo leh astaamo gaar ah oo kala duwan lagu daray xogta COVIDx in kasta oo (gudaha tixgelinta cilmi-baarayaasha) sinnaan ku filan tayada xogta iyo nooca.

Xogta COVIDx waxay ahayd sii daayay Bishii Maajo 2020 sidii dadaal wadajir ah oo ay hogaaminayso Waaxda Naqshadeynta Naqshadeynta Nidaamyada ee Jaamacadda Waterloo ee Kanada, oo leh xogta diyaariyey iyada oo qayb ka ah COVID-Net Initiative Isha Furan.

Shanta urur ee ka kooban COVIDx waa: COVID-19 Ururinta Xogta Sawirka (a il furan laga soo bilaabo cilmi-baarayaasha Montreal); Xogta X-ray-ga ee COVID-19 Waxqabadka; raajada feedhaha ee saxda ah ee COVID-19 dataset; Raadiyaha COVID-19 database; iyo Loolanka Ogaanshaha oof-wareenka RSNA dataset, mid ka mid ah xirmooyin badan oo COVID-kahor ah oo lagu cadaadiyay adeegga dhibaatada faafa.

(RICORD - hoos eeg - ayaa tan iyo markii lagu daray COVIDx, laakiin sababtoo ah waxaa lagu soo daray moodooyinka xiisaha ee daraasadda, waa laga saaray xogta tijaabada, xaalad kastana waxay u janjeertaa inay kala duwanaato COVIDx xitaa intaa ka sii badan, taas oo waa cabashada dhexe ee qorayaasha daraasadda.)

Cilmi-baarayaashu waxay ku doodeen in COVIDx uu yahay 'ugu weyn uguna isticmaalka badan' xog-ururinta nooceeda ah oo ka dhex jirta bulshada sayniska ee la xidhiidha cilmi-baadhista COVID, iyo xogtaas laga keenay COVIDx ee ka soo baxday xog-ururinta dibadda ee ka kooban si ku filan uma waafaqsana qorshaha saddex-geesoodka ah ee xogta COVIDx (ie, 'caadi', 'pneumonia', iyo ' COVID 19').

Ku Filan Ku Dhaw..?

Marka la baarayo caddaynta iyo ku habboonaanta xog-ururinta xogta COVIDx wakhtiga daraasadda, cilmi-baarayaashu waxay heleen 'si xun u isticmaalka' xogta RSNA, halkaas oo xogta hal nooc ay leedahay, cilmi-baarayaashu waxay sheeganayaan, in loo daadiyay qayb kale:

Kaydka RSNA, oo adeegsata xogta raajo laabta ee si guud laga heli karo NIH Chestx-ray8 [**], waxaa loogu talagalay hawl qaybin oo sidaas oo kale waxay ka kooban tahay saddex qaybood oo sawirro ah, 'Sambabada Opacity', 'Non Lung Opacity/Non Normal', iyo 'Normal', oo leh sanduuqyo xaddidan oo diyaar u ah kiisaska 'Sababka Muuqda'.

'Marka la isku daro COVIDx, dhammaan raajooyinka laabta ee fasalka 'Sababtu Opacity' ayaa lagu daray fasalka oof-wareenka.'

Si wax ku ool ah, warqaddu waxay sheegtay, habka COVIDx wuxuu ballaariyaa qeexida 'pneumonia' si loogu daro 'dhammaan sambabada oof-wareen u eg'. Sidaa awgeed, qiimaha la midka ah ee noocyada xogta isbarbardhigga ah ayaa halis ah (malaha). Cilmi-baarayaashu waxay yiraahdeen:

Fasalka oofwareenka ee ku dhex jira xogta COVIDx waxa ku jira raajo laabta oo leh noocyo badan oo cuduro kale ah, oo ay ku jiraan, xuubka xuubka xuubka, dhuujinta, xoojinta, emphysema iyo cufnaanta. Isku-dubaridku waa muuqaal shucaac ah oo ka mid ah oof-wareenka suurtagalka ah, ma aha baadhitaan caafimaad. In la isticmaalo isku-darka beddelka oof-wareenka iyada oo aan la diiwaangelin tani waa marin habaabin suurtagal ah.'

Warbixintu waxay ogaatay in kaliya 6.13% 4,305 kiis oo sambabada oof wareen ah oo laga keenay RSNA si sax ah loo calaamadeeyay, taasoo ka dhigan 265 kiis oo sambabada oo dhab ah.

Intaa waxaa dheer, qaar badan oo ka mid ah kiisaska aan sambabada ahayn ee lagu daray COVIDx waxay matalaan cudurrada wadajirka ah - dhibaatooyinka cudurrada kale, ama arrimo kale oo caafimaad oo kale oo xaalado aan qasab ahayn la xiriira oof-wareenka.

Ma aha 'caadi'

Warbixintu waxay kaloo soo jeedinaysaa in saamaynta xogta xogta caqabada ee RSNA ee ku jirta COVIDx ay rogtey xasilloonida la taaban karo ee xogta. Cilmi-baadhayaashu waxay arkeen in COVIDx ay mudnaanta siiso fasalka 'caadiga ah' ee xogta RSNA, si wax ku ool ah uga reebo dhammaan fasallada 'aan lahayn sanbabada sanbabada/ma aha caadi' ee xogta ballaaran. Wargeysku wuxuu leeyahay:

"Iyadoo ay tani la socoto waxa laga filayo calaamadda 'caadiga ah', ballaarinta fasalka oof-wareenka iyo isticmaalka raajada 'caadiga ah' ee xabadka, halkii laga isticmaali lahaa xaaladaha sambabada-negative waxay si weyn u fududaynaysaa hawsha kala soocidda.

"Natiijada kama dambaysta ah ee tani waa xog-ururin ka tarjumaysa hawl laga saaray dhibaatada caafimaad ee runta ah."

Eex ka iman kara Heerarka Xogta Aan Waafaqayn

Waraaqdu waxay soo bandhigtay dhowr nooc oo kale oo eex ah gudaha COVIDx, iyadoo xustay in qaar ka mid ah xogta wax ku biirinaysa ay isku daraan sawirada raajada laabta ee carruurta iyo raajooyinka bukaannada qaangaarka ah, waxayna sii ogaanayaan in xogtani ay tahay isha kaliya ee 'muhiimka ah' sawirada carruurta ee COVIDx.

Sidoo kale, sawirada kaydka xogta ee RSNA waxay leeyihiin qaraar 1024×1024, halka xog ururinta kale ee wax ku biirinaysa ay bixiso sawirada kaliya 299×299. Maadaama moodooyinka barashada mashiinka ay si aan kala go' lahayn u cabbiri doonaan sawirada si ay u daboolaan booska tababarka ee la heli karo (meel qarsoodi ah), tani waxay la macno tahay in sawirada 299 × 299 lagu kordhin doono socodka shaqada tababarka (oo ay suurtogal tahay inay horseeddo farshaxanno la xidhiidha algorithm-ka-qaadista halkii ay ka ahaan lahayd pathology), iyo sawirada waaweyn ayaa hoos u dhacay. Mar labaad, tani waxay yaraynaysaa heerarka xogta isku midka ah ee lagama maarmaanka u ah falanqaynta aragga kumbuyuutarka ee ku salaysan AI.

Intaa waxaa dheer, xogta ActMed ee la geliyey COVIDx waxay ka kooban tahay 'calaamadaha qaabaysan diskka' ee COVID-19 raajo laabta, sifo soo noqnoqota oo aan waafaqsanayn xog-ururinta ballaaran, oo u baahan in loo xalliyo sidii 'soo-bax soo noqnoqota'.

Tani waa nooca arrinta sida caadiga ah lagu xalliyo iyadoo la nadiifinayo ama laga saarayo xogta, maadaama soo noqnoqda calaamadeeyayaashu ay ku filan yihiin in la diiwaan geliyo 'sifada' tababarka, laakiin aan ku filnayn in si faa'iido leh loo soo koobo nidaamka ballaaran ee xogta. . Haddii aan la helin hab lagu dhimo saamaynta calaamadaha macmalka ah, waxaa suurtogal ah in loo tixgeliyo habka habka barashada mashiinka inay yihiin ifafaale cudurada.

Tababarka iyo Imtixaanka

Cilmi baadhayaashu waxay ka tijaabiyeen COVIDx laba xog is barbar dhig ah oo ka kooban saddex nooc. Labada xog ee dheeraadka ah waxay ahaayeen RICORD, kaas oo ka kooban 1096 COVID-19 raajo laabta ah oo dhan 361 bukaan, oo laga keenay afar waddan; iyo CheXpert, xog-ururin guud

Saddexda nooc ee la isticmaalay waxay ahaayeen COVID-Net, CoroNet iyo DarkCovidNet. Dhammaan saddexda nooc waxay shaqaaleeyaan Shabakadaha Dareemaha ee Convolutional (CNNs), in kasta oo CoroNet ay ka kooban tahay habraaca kala soocida sawirka laba-heer, oo leh autoencoders u gudbiya wax soo saarka kala soocida CNN.

Tijaabooyinku waxay muujiyeen 'hoos u dhac' dhammaan waxqabadka moodeelka ee xog-ururinta aan COVIDx ahayn marka la barbar dhigo saxnaanta 86% ee ka dhalata marka la isticmaalayo xogta COVIDx. Si kastaba ha ahaatee, haddii xogta si khaldan loo calaamadeeyay ama la isku daray, kuwani waa natiijooyin been abuur ah. Cilmi-baadhayaashu waxay xuseen inay aad u yaraadeen natiijooyinka saxnaanta ee xogta xogta dibadda ee isbarbardhigga ah, kuwaas oo warqaddu u soo jeedinayso xog dhab ah oo si sax ah loo kala saaray.

Intaa waxaa dheer, warqaddu waxay eegaysaa:

Dib-u-eegis caafimaad oo lagu sameeyay 500 grad-CAM maab saliency ah oo ay keentay saadaasha xogta tijaabada COVIDx ayaa muujisay isbeddel muhiim ah oo ku yimaadda astaamo caafimaad ahaan aan khusayn. Tan caadi ahaan waxaa ka mid ahaa diiradda la saaray qaab-dhismeedka lafaha iyo unugyo jilicsan halkii la faafin lahaa laba-geesoodka ah ee sambabada sambabada kuwaas oo ah nooca caabuqa COVID-19.'

Gabagabada

Cilmi-baarayaashu waxay dhaleeceeyaan la'aanta xogta tirakoobka ama xogta bukaan-socodka ee la xiriirta sawirrada raajada ee COVIDx, iyagoo ku doodaya in kuwan la'aantood, aysan suurtagal ahayn in lagu xisaabtamo 'arrimaha jahwareerka' sida da'da.

Waxay kaloo indha indheeyaan in dhibaatooyinka laga helay xogta COVIDx laga yaabo in lagu dabaqi karo xog-ururinta kale ee si isku mid ah loo soo saaray (tusaale, isku darka xogta sawirka shucaaca ka hor COVID iyo xogta sawirka COVIDx ee dhawaanta iyada oo aan lahayn qaab dhismeed xog ku filan, kala duwanaansho ah, iyo baaxad cad. ee xaddidaadda habkan).

Marka la soo koobo cilladaha COVIDx, cilmi-baarayaashu waxay carrabka ku adkeeyeen ka mid noqoshada lop-dhinac ka mid ah raajada carruurta 'caddaan', iyo sidoo kale aragtidooda ku aaddan isticmaalka khaldan ee calaamadaha iyo khatarta sare ee eexda iyo jaahwareerka COVIDx, iyagoo ku doodaya 'waxqabadka gaarka ah [ka COVIDx] si weyn looga warbixiyey guud ahaan aagga dhibka ayaa la buunbuuniyay, in natiijooyinka waxqabadka moodeelku si khaldan loo soo bandhigay, iyo in moodooyinkaas aysan si fiican u soo koobin xogta dhabta ah ee bukaan-socodka.'

Warbixinta ayaa lagu soo gabagabeeyay:

'La'aanta xogta cisbitaalka ee la heli karo oo ay weheliso qiimaynta moodeelka aan ku filnayn ee guud ahaan aagga dhibaatada ayaa oggolaatay isticmaalka xogta il furan si loo marin habaabiyo bulshada cilmi-baarista. Daabacaadda joogtada ah ee cabbiraadaha waxqabadka moodeelka ee sicir-bararka waxay halis gelinaysaa aaminaadda cilmi-baarista AI ee ogaanshaha caafimaadka, gaar ahaan halka uu cudurku ku leeyahay danta guud. Tayada cilmi-baarista ee goobtan waa inay horumartaa si looga hortago inay tani dhacdo, tani waa inay ka bilaabataa xogta.'

 

 

*Inkastoo cilmi-baarayaasha daraasadda ay sheeganayaan inay sameeyeen xogta, faylasha iyo koodka warqadda cusub laga heli karo internetka, gelitaanku wuxuu u baahan yahay login, iyo, wakhtiga qorista, ma jiraan galaangal dadweyne oo guud oo galalka ah.
** X-ray-gaab 8: Xogta raajada laabta-cabbirka-Cisbitaalka iyo Tilmaamaha Kala-soocidda-Daciifta ah ee La-ilaaliyo iyo Meelaynta Cudurrada Xiddigga Caadiga ah - https://arxiv.org/pdf/1705.02315.pdf