初步探索基于深度卷积神经网络(DCNN)构建的克罗恩病(CD)肛瘘磁共振成像(MRI)诊断模型效能。
方法采用回顾性研究方法,随机纳入2014年1月至2019年12月中山大学附属第六医院收治的200例初诊CD肛瘘患者和200例初诊腺源性肛瘘患者,每组按8∶1∶1分配至训练集、验证集和测试集。收集所有患者肛管MRI图像,预处理增强图像质量。采用Pytorch深度学习框架和Windows10计算机操作系统,基于4种DCNN(MobileNetV2、VGG11、ResNet18和ResNet34)构建CD肛瘘和腺源性肛瘘的MRI鉴别诊断模型。每种模型根据是否结合迁移学习策略,分为迁移学习型(T)和非迁移学习型(U)。首先,输入训练集(CD肛瘘和腺源性肛瘘患者各160例,共78 321张MRI图像)图像数据,迭代训练至损失最小。然后,根据验证集(CD肛瘘和腺源性肛瘘患者各20例,共9697张MRI图像)的结果选择最佳的训练模型。最后,在测试集(CD肛瘘和腺源性肛瘘患者各20例,共9260张MRI图像)进行诊断效能评估。绘制每种预测模型的受试者操作特征(ROC)曲线并计算曲线下面积(AUC)。采用DeLong检验比较不同模型之间以及预测模型与不同年资放射科医生之间AUC的差异。
结果结合迁移学习策略的4种诊断模型的效能分别为MobileNetV2-T(AUC=0.943,95%CI:0.820 ~ 0.991),VGG11-T(AUC=0.935,95%CI:0.810 ~ 0.988),ResNet18-T(AUC=0.920,95%CI:0.789 ~ 0.988),ResNet34-T(AUC=0.929,95%CI:0.801 ~ 0.986)。结合迁移学习策略的4种模型AUC均高于低年资放射科医生(均P