The diagnosis of superficial fungal infections in dermatology is still mostly based on manual direct microscopic examination with Potassium Hydroxide (KOH) solution. However, this method can be time consuming and its diagnostic accuracy rates vary widely depending on the clinician's experience. With the increase of neural network applications in the field of clinical microscopy, it is now possible to automate such manual processes increasing both efficiency and accuracy. This study presents a deep neural network structure that enables the rapid solutions for these problems and can perform automatic fungi detection in grayscale images without dyes. 160 microscopic field photographs containing the fungal element, obtained from patients with onychomycosis, and 297 microscopic field photographs containing dissolved keratin obtained from normal nails were collected. Smaller patches containing 4234 fungi and 4981 keratin were extracted from these images. In order to detect fungus and keratin, VGG16 and InceptionV3 models were developed. The VGG16 model had 95.98% accuracy, and the area under the curve (AUC) value of 0.9930, while the InceptionV3 model had 95.90% accuracy and the AUC value of 0.9917. However, average accuracy and AUC value of clinicians is 72.8% and 0.87, respectively. This deep learning model allows the development of an automated system that can detect fungi within microscopic images.


翻译:皮肤病中表面真菌感染的诊断仍然主要基于使用Potassium Hydroxide(KOH)溶液进行人工直接显微镜检查,但这种方法可能耗时,其诊断准确率因临床医生的经验而大不相同。随着临床显微镜领域神经网络应用的增加,现在可以将这种人工过程自动化,提高效率和准确性。这项研究提供了一个深层神经网络结构,使这些问题能够迅速解决,能够在没有染色的灰色图像中自动检测真菌。160张含有真菌元素的显微镜现场照片,这些照片来自有淋病的病人,以及297张含有从正常指甲中解解开的氯丁的显微镜现场照片。从这些图像中提取了包含4234真菌和4981卡拉廷的小型补丁。为了检测真菌和Keratin,VGG16和IncepionV3模型得以开发。VGG16模型具有95.98%的准确性,以及曲线下的区域(AUC)值为0.993,而Acrealimational Indeal Indeal 7和BILisal Incisal 的数值为95.8。

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