The use of AI systems in healthcare for the early screening of diseases is of great clinical importance. Deep learning has shown great promise in medical imaging, but the reliability and trustworthiness of AI systems limit their deployment in real clinical scenes, where patient safety is at stake. Uncertainty estimation plays a pivotal role in producing a confidence evaluation along with the prediction of the deep model. This is particularly important in medical imaging, where the uncertainty in the model's predictions can be used to identify areas of concern or to provide additional information to the clinician. In this paper, we review the various types of uncertainty in deep learning, including aleatoric uncertainty, epistemic uncertainty, and out-of-distribution uncertainty, and we discuss how they can be estimated in medical imaging. We also review recent advances in deep learning models that incorporate uncertainty estimation in medical imaging. Finally, we discuss the challenges and future directions in uncertainty estimation in deep learning for medical imaging. We hope this review will ignite further interest in the community and provide researchers with an up-to-date reference regarding applications of uncertainty estimation models in medical imaging.


翻译:在疾病早期筛查方面,使用AI系统进行医疗检查具有极大的临床重要性。深层次的学习在医学成像方面显示出很大的希望,但AI系统的可靠性和可信赖性限制了其在真正的临床场景的部署,而临床场景关系到病人的安全。不确定性的估算在进行信任评价以及预测深层模型方面发挥着关键作用。这对于医学成像来说尤其重要,因为模型预测中的不确定性可用来确定关注的领域或向临床医生提供更多信息。在本文中,我们审查了深层学习中各种不确定性的类型,包括临床不确定性、集中不确定性和分配之外的不确定性,我们讨论了如何在医学成像中估计这些不确定性。我们还审查了将不确定性估计纳入医学成像的深层学习模型的最新进展。最后,我们讨论了医学成像深度学习的不确定性估计方面的挑战和未来方向。我们希望这一审查将激发社区对不确定性估计模型应用的最新兴趣,并为研究人员提供有关医学成像应用不确定性估计模型的最新参考。

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