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Erschienen in:

06.11.2019 | Hepatobiliary

Deep convolutional neural network applied to the liver imaging reporting and data system (LI-RADS) version 2014 category classification: a pilot study

verfasst von: Rikiya Yamashita, Amber Mittendorf, Zhe Zhu, Kathryn J. Fowler, Cynthia S. Santillan, Claude B. Sirlin, Mustafa R. Bashir, Richard K. G. Do

Erschienen in: Abdominal Radiology | Ausgabe 1/2020

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Abstract

Purpose

To develop a deep convolutional neural network (CNN) model to categorize multiphase CT and MRI liver observations using the liver imaging reporting and data system (LI-RADS) (version 2014).

Methods

A pre-existing dataset comprising 314 hepatic observations (163 CT, 151 MRI) with corresponding diameters and LI-RADS categories (LR-1–5) assigned in consensus by two LI-RADS steering committee members was used to develop two CNNs: pre-trained network with an input of triple-phase images (training with transfer learning) and custom-made network with an input of quadruple-phase images (training from scratch). The dataset was randomly split into training, validation, and internal test sets (70:15:15 split). The overall accuracy and area under receiver operating characteristic curve (AUROC) were assessed for categorizing LR-1/2, LR-3, LR-4, and LR-5. External validation was performed for the model with the better performance on the internal test set using two external datasets (EXT-CT and EXT-MR: 68 and 44 observations, respectively).

Results

The transfer learning model outperformed the custom-made model: overall accuracy of 60.4% and AUROCs of 0.85, 0.90, 0.63, 0.82 for LR-1/2, LR-3, LR-4, LR-5, respectively. On EXT-CT, the model had an overall accuracy of 41.2% and AUROCs of 0.70, 0.66, 0.60, 0.76 for LR-1/2, LR-3, LR-4, LR-5, respectively. On EXT-MR, the model had an overall accuracy of 47.7% and AUROCs of 0.88, 0.74, 0.69, 0.79 for LR-1/2, LR-3, LR-4, LR-5, respectively.

Conclusion

Our study shows the feasibility of CNN for assigning LI-RADS categories from a relatively small dataset but highlights the challenges of model development and validation.
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Literatur
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Zurück zum Zitat Fowler KJ, Tang A, Santillan C, Bhargavan-Chatfield M, Heiken J, Jha RC, Weinreb J, Hussain H, Mitchell DG, Bashir MR, Costa EAC, Cunha GM, Coombs L, Wolfson T, Gamst AC, Brancatelli G, Yeh B, Sirlin CB (2018) Interreader Reliability of LI-RADS Version 2014 Algorithm and Imaging Features for Diagnosis of Hepatocellular Carcinoma: A Large International Multireader Study. Radiology 286 (1):173-185. https://doi.org/10.1148/radiol.2017170376 CrossRefPubMed Fowler KJ, Tang A, Santillan C, Bhargavan-Chatfield M, Heiken J, Jha RC, Weinreb J, Hussain H, Mitchell DG, Bashir MR, Costa EAC, Cunha GM, Coombs L, Wolfson T, Gamst AC, Brancatelli G, Yeh B, Sirlin CB (2018) Interreader Reliability of LI-RADS Version 2014 Algorithm and Imaging Features for Diagnosis of Hepatocellular Carcinoma: A Large International Multireader Study. Radiology 286 (1):173-185. https://​doi.​org/​10.​1148/​radiol.​2017170376 CrossRefPubMed
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Metadaten
Titel
Deep convolutional neural network applied to the liver imaging reporting and data system (LI-RADS) version 2014 category classification: a pilot study
verfasst von
Rikiya Yamashita
Amber Mittendorf
Zhe Zhu
Kathryn J. Fowler
Cynthia S. Santillan
Claude B. Sirlin
Mustafa R. Bashir
Richard K. G. Do
Publikationsdatum
06.11.2019
Verlag
Springer US
Erschienen in
Abdominal Radiology / Ausgabe 1/2020
Print ISSN: 2366-004X
Elektronische ISSN: 2366-0058
DOI
https://doi.org/10.1007/s00261-019-02306-7

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