Purpose: Identifying intravenous (IV) contrast use within CT scans is a key component of data curation for model development and testing. Currently, IV contrast is poorly documented in imaging metadata and necessitates manual correction and annotation by clinician experts, presenting a major barrier to imaging analyses and algorithm deployment. We sought to develop and validate a convolutional neural network (CNN)-based deep learning (DL) platform to identify IV contrast within CT scans. Methods: For model development and evaluation, we used independent datasets of CT scans of head, neck (HN) and lung cancer patients, totaling 133,480 axial 2D scan slices from 1,979 CT scans manually annotated for contrast presence by clinical experts. Five different DL models were adopted and trained in HN training datasets for slice-level contrast detection. Model performances were evaluated on a hold-out set and on an independent validation set from another institution. DL models was then fine-tuned on chest CT data and externally validated on a separate chest CT dataset. Results: Initial DICOM metadata tags for IV contrast were missing or erroneous in 1,496 scans (75.6%). The EfficientNetB4-based model showed the best overall detection performance. For HN scans, AUC was 0.996 in the internal validation set (n = 216) and 1.0 in the external validation set (n = 595). The fine-tuned model on chest CTs yielded an AUC: 1.0 for the internal validation set (n = 53), and AUC: 0.980 for the external validation set (n = 402). Conclusion: The DL model could accurately detect IV contrast in both HN and chest CT scans with near-perfect performance.


翻译:目的:确定CT扫描中静脉注射(IV)对比值的使用是模型开发和测试数据校正的关键组成部分。目前,IV对比值在成像元数据中记录不足,需要临床专家人工校正和批注,这是成像分析和算法部署的主要障碍。我们试图开发并验证以CT扫描为主的神经神经网络(CNN)深层学习(DL)平台,以识别CT扫描中的IV对比值。方法:对于模型开发和评价,我们使用了独立数据集,对头部、颈部(HN)和肺癌病人进行CT扫描,总计133,480Axxial 2D扫描切片,从1,979CT扫描中手动说明对比专家在场的情况。我们采用了5个不同的DL模型,并在HN培训数据集中进行了培训,用于切片水平对比检测。模型的性能通过一个暂停式成套,另一个机构的一个独立校正集进行了评估。然后,对胸部CT数据进行了精确校正,并用独立的CT数据集进行外部校正。结果:IDICOM在IV测试中做了初步DICOM结果结果为AR5,内部校验结果为1,内部确认。

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