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医学影像分割系统综述Data preparation for artificial intelligence in medical imaging: A comprehensive guide ...

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  • Data preparation for artificial intelligence in medical imaging: A comprehensive guide to open-access platforms and tools
  • 数据准备流程

(i)临床站点的图像采集,(ii)图像去识别以去除个人信息并保护患者隐私,(iii)数据管理以控制图像和非图像信息的质量,(iv)图像存储和管理,最后(v)图像注释。

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* FAIR数据指导原则:可查找、可访问、可互操作和可重用的

* 数据分类:与患者健康信息链接的任何受保护的健康信息(PHI)和个人可识别信息(PII)  

PII:可包括来自电子健康记录(EHR)、医学图像、临床和生物学数据,以及卫生服务提供者收集的任何其他数据

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* 数据格式:DICOM。通常称为元数据,图像包含一个标题,其中包含关于图像序列、医院、供应商、临床医生或患者信息等信息。

* 去识别工具:FreeSurfer的 mri_deface、pydeface、mridefacer和Quickshear  

前三个是python库

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  * 数据去识别工具的要求列表:不用的识别信息除去,用的看情况留;在临床站点训练,避免数据二次传输

  * ISO 25237:现有隐私保护采用标准

  * 详细列表


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* 内容管理工具:可进行格式转换和数据测试训练集管理
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  * DICOM格式下例如DCMTK

  * GUI:Posda, DVTk, dcm4che, BrainVoyager, LONI Debabeler,dcm2niix的GUI是MRIcroGL  

Posda、DVTk和dcm4che提供web\GUI接口

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* 图像存储
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  * PACS:在中央数据库中存储多模态医学图像(MRI、计算机断层扫描CT、正电子发射断层扫描PET等),并通过基于浏览器的格式(即DICOM)进行通信,这些格式可在整个医院以及多个设备和地点轻松访问。(会多重备份  

质量保证(QA)工作站:验证患者统计数据和研究的任何其他重要属性。•存档(中央存储设备):存储经过验证的图像以及任何报告、测量和其他相关信息。•阅读工作站:放射科医生审查数据并制定诊断的地方。

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* 医疗自动化系统接口:医院信息系统(HIS)、电子病历(EMR)和放射信息系统(RIS)

* 开源解决例子  

Dcm4che (https://www.dcm4che.org)
Kheops (Home - KHEOPS )
可扩展神经影像档案工具包(XNAT) [XNAT - Home

](https://www.xnat.org/ "XNAT - Home")

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  * XNAT:Java web,在Postgres数据库中搜索,基于XML的数据模型,它可以支持任何类型的表格数据

  * Dicoogle:开源PACS存档,没数据库

  * Orthanc

  * 3D图像的标注:3D Slicer

* 图像注释工具:3D Slicer
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  * ITK-SNAP:贴标可在所有三个正交切面(轴向、冠状和矢状)上进行,并显示为3D渲染

  * MITK:辅助注解服务器的能力,并执行自动分割

  * Horos Viewer:基于OsiriXTM和其他开源医学图像库

  * ImageJ:java,支持DICOM

  * 插件: 
* Bio-Formats:专有的显微图像数据和元数据转换为标准化的开放格式

* SciView:图像和网格的3D可视化和虚拟现实功能

* MaMuT:用于浏览、注释和管理大图像数据的注释

* Trainable Weka Segmentation:产生基于像素的分割

* crowd Cure和CMRAD平台:云端

* 医学图像存储库 
  * 按目标器官和疾病分类的开放获取医学影像数据库的各种来源
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* TCIA:针对癌症成像的多种器官影像。DICOM格式,使用国家生物医学影像档案(NBIA)软件([https://imaging.nci.nih.gov](https://imaging.nci.nih.gov/ "https://imaging.nci.nih.gov"))作为骨干

* UK Biobank:临床数据  

如电子病历,它拥有超过10万名参与者的成像收集,包括大脑、心脏、腹部、骨骼和颈动脉的扫描

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* MICCAI:([https://www.biomedical-challenges.org/)](https://www.biomedical-challenges.org/%29 "https://www.biomedical-challenges.org/\)")争议性数据评估平台

* Kaggle

* 神经成像数据集:IDA、OASIS、NITRC和CQ500
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* 视网膜眼底图像分割:STARE、DRIVE (Grand- Challenges的一部分)和HRF

* 皮肤病变的数字图像集合:国际皮肤成像合作组织(ISIC)

* 乳腺癌筛查乳房x线照片:OPTIMAM (OMI-DB)

* 超声心动图视频:EchoNet- Dynamic

* 心血管研究:euCanSHare

* 常见胸部疾病的带注释x线影像:NHS Chest X-ray

* 诊断肺部CT图像:康奈尔大学工程:视觉和图像分析实验室存储库

* covid - 19:BIMCV COVID19 , COVID- 19 Image Data Collection 
  * MICCAI:https://covid-segmentation. [grand-challenge.org](http://grand-challenge.org/ "grand-challenge.org")

* TCIA数据库
  • 挑战:关于各个阶段都有
  • AI发展方向:(i)数据增强与合成,(ii)Federated learning,(iii) AI的合理使用问题,(iv)不确定性估计
    • 数据增强与合成:使用可行的几何变换、翻转、颜色修改、裁剪、旋转、噪声注入和随机擦除的基本策略,以及其他更先进的技术,包括创建新的合成图像,如生成对抗网络

    • Federated learning:多个分散的持有本地数据样本的临床站点上训练算法,而不交换数据样本。经过本地训练的AI结果随后会在一个集中的位置组合起来。

    • 合理使用:临床站点收集的常规临床数据可能存在缺陷、偏差(如性别失衡)或容易产生噪声(如存在图像伪影)。通过定义有效跟踪这些问题的算法,可以实现一些进步

    • 不确定性:模型准确度,提示临床医生对软件的依赖程度

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