目的·利用深度卷积神经网络算法,构建Barrett食管内镜图片分类模型并评估其分类能力.方法·收集苏州大学附属第一医院消化内镜中心及HyperKvasir数据库中的内镜下食管图片共806张,其中正常食管图片412张、Barrett食管图片394张.随机将所有图片分为训练集(85％)与验证集(15％).利用于ImageNet数据库进行预训练的4种深度卷积神经网络[Xception、NASNet Large(NASNetL)、ResNet50V2(ResNet)及 BigTransfer(BiT)],分别在训练集中进行迁移学习,建立Barrett食管内镜图片分类模型,并使用梯度加权分类激活映射对该4个模型的分类结果进行可视化解释.随后,于验证集中评价模型的分类能力.同时,收集高、低年资医师对验证集数据的分类结果,将其与模型的分类结果进行对比,进一步评估模型的分类能力.结果·成功构建了基于深度卷积神经网络的Barrett食管内镜图片的4个分类模型.利用梯度加权分类激活映射,以热力图形式实现了对模型分类结果的可视化解释.在验证集数据中,各模型均拥有较高的分类准确性与精确性,其平均分类准确性为0.852,平均分类精确性为0.846.NASNetL模型相较其余3种模型,拥有最高分类准确性(0.873)及最高分类精确性(0.867),是表现最优的模型.该模型对Barrett食管内镜图片的分类能力近似高年资医师,其分类准确性略低于高年资医师(0.881)而高于低年资医师(0.855);同时,该模型与高年资医师(Kappa=0.712,P=0.000)、低年资医师(Kappa=0.695,P=0.000)均具有较好的分类一致性.结论·利用深度卷积神经网络迁移学习构建的Barrett食管内镜图片分类模型具有较好的分类能力.

Barrett食管;深度学习;迁移学习;消化内镜;卷积神经网络

林嘉希;汪盛嘉;赵鑫;高欣;殷民月;朱锦舟

苏州大学附属第一医院消化内科,苏州215006;江苏省苏州市消化病临床医学中心,苏州215006;苏州大学附属第一医院普外科,苏州215006

上海交通大学学报（医学版）

[1]林嘉希;汪盛嘉;赵鑫;高欣;殷民月;朱锦舟-.基于深度卷积神经网络的Barrett食管内镜图片分类模型的建立)[J].上海交通大学学报（医学版）,2022(05):653-659

NASNetL,ResNet50V2,BigTransfer,BiT

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