The ongoing global pandemic of Coronavirus Disease 2019 (COVID-19) has posed serious threat to public health and the economy. Rapid and accurate diagnosis of COVID-19 is crucial to prevent the further spread of the disease and reduce its mortality. Chest computed tomography (CT) is an effective tool for the early diagnosis of lung diseases including pneumonia. However, detecting COVID-19 from CT is demanding and prone to human errors as some early-stage patients may have negative findings on images. In this study, we propose a novel residual network to automatically identify COVID-19 from other common pneumonia and normal people using CT images. Specifically, we employ the modified 3D ResNet18 as the backbone network, which is equipped with both channel-wise attention (CA) and depth-wise attention (DA) modules to further improve the diagnostic performance. Experimental results on the large open-source dataset show that our method can differentiate COVID-19 from the other two classes with 94.7% accuracy, 93.73% sensitivity, 98.28% specificity, 95.26% F1-score, and an area under the receiver operating characteristic curve (AUC) of 0.99, outperforming baseline methods. These results demonstrate that the proposed method could potentially assist the clinicians in performing a quick diagnosis to fight COVID-19.


翻译:2019年科罗纳病毒疾病(COVID-19)这一全球大流行病对公众健康和经济构成严重威胁,对COVID-19的快速和准确诊断对于防止该疾病进一步蔓延和降低其死亡率至关重要。胸腔计算透析(CT)是早期诊断肺部疾病(包括肺炎)的有效工具。然而,从CT检测COVID-19的要求很高,而且容易发生人类错误,因为一些早期病人对图像可能有负面发现。在本研究中,我们提议建立一个新型的剩余网络,以便自动从其他常见肺炎和正常人中用CT图像识别COVID-19。具体地说,我们使用经过修改的3D ResNet18作为主干网,这个主干网配备了频道关注和深度关注模块,以进一步改善诊断性能。大型开放源数据集的实验结果表明,我们的方法可以将COVID-19与其他两类病人区分,精确度为94.7%,敏感度为93.73%,特性为98.28%,特殊度为95.26%,F-1核心患者,以及接收器运行特征曲线下的一个区域(AUC)能够将0.99年期的临床诊断结果显示为COVI的快速诊断方法。这些基础分析方法。这些分析方法可以证明可能进行0.99。

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