今天将分享肺炎分类(有无肺炎和肺炎发展严重程度)的完整实现过程,为了方便大家学习理解整个流程,将整个流程步骤进行了整理,并给出详细的步骤结果。感兴趣的朋友赶紧动手试一试吧。

一、比赛背景介绍

任务目标:通过CT 扫描预测发展为严重的COVID-19?预测严重的COVID-19,定义为在获得CT扫描(AUC,主要指标)后一个月内插管或死亡。COVID19的阳性将作为排行榜中的次要指标进行评估。

二、比赛数据集

STOIC 数据集包含来自 10,735 名患者的计算机断层扫描。6448名受试者的 RT-PCR 呈阳性,相当于研究期间疾病流行率为 60.0%。这包括在第一次阴性测试后的第一周内具有阳性 RT-PCR 的受试者。在1个月的随访中,964 例患者死亡(插管后267 例,未插管697例),611例存活但必须在某一时刻插管。总共有24% (1575/6448) 的COVID病例是严重的(严重程度定义为需要一次性插管或死亡)。

STOIC2021——肺炎分类挑战赛_数据

参与者可以下载 2000 例CT 扫描(数据集的约 20%),从 STOIC 数据库中随机选择,包括相应的临床标签(RT-PCR +,严重性),用于训练他们的算法。

三、比赛重要时间

    2021 年 12 月 6 日:训练数据可用,挑战开始!

    2021 年 12 月 23 日:基线算法的存储库已发布,资格赛的提交期开始。

    2022 年 3 月 23 日:资格赛中最终提交的截止日期。

    2022 年 4 月 1 日:表现最好的参与者将被邀请参加最后一轮。

    2022 年 4 月 21 日:最后一轮的提交已结束。

四、技术路线

4.1、有无肺炎二分类

1、对reference文件按照8:1:1分成训练数据,验证数据和测试数据。

2、根据reference文件的probCOVID数值0和1,将训练数据,验证数据和测试数据分成标签0和1的数据。

STOIC2021——肺炎分类挑战赛_数据_02STOIC2021——肺炎分类挑战赛_缩放_03STOIC2021——肺炎分类挑战赛_数据_04

3、对所有的图像进行统一缩放处理,缩放到固定大小96x96x96,采用(-1000,0)范围对图像进行截断,然后再对图像进行归一化,用均值是0和方差是1的方式进行归一化。

4、网络采用的是VGG163d网络结构,损失是交叉熵,学习率是0.001,droupout是0.5,epoch是80,batchsize是8。

5、训练结果

训练损失函数结果

STOIC2021——肺炎分类挑战赛_归一化_05

训练精度函数结果

STOIC2021——肺炎分类挑战赛_缩放_06

验证损失函数结果

STOIC2021——肺炎分类挑战赛_缩放_07

验证精度函数结果

STOIC2021——肺炎分类挑战赛_缩放_08

6、测试结果

ROC曲线及数值

STOIC2021——肺炎分类挑战赛_缩放_09

混淆矩阵

STOIC2021——肺炎分类挑战赛_缩放_10

分类指标

               precision  recall   f1-score  support

        0.0       0.90      0.97      0.94        76

        1.0       0.98      0.94      0.96       125

avg / total    0.95      0.95      0.95       201        

4.2、肺炎严重程度二分类

1、对reference文件按照8:1:1分成训练数据,验证数据和测试数据。

2、根据reference文件的probCOVID是1的数据进行筛选数据,再通过probSevere数值0和1,将训练数据,验证数据和测试数据分成标签0和1的数据。

STOIC2021——肺炎分类挑战赛_数据_11STOIC2021——肺炎分类挑战赛_归一化_12STOIC2021——肺炎分类挑战赛_数据_13

3、对所有的图像进行统一缩放处理,缩放到固定大小96x96x96,采用(-1000,0)范围对图像进行截断,然后再对图像进行归一化,用均值是0和方差是1的方式进行归一化。

4、网络采用的是VGG163d网络结构,损失是交叉熵,学习率是0.001,droupout是0.5,epoch是80,batchsize是8。

5、训练结果

训练损失函数结果

STOIC2021——肺炎分类挑战赛_缩放_14

训练精度函数结果

STOIC2021——肺炎分类挑战赛_数据_15

验证损失函数结果

STOIC2021——肺炎分类挑战赛_缩放_16

验证精度函数结果

STOIC2021——肺炎分类挑战赛_归一化_17

7、测试结果

ROC曲线及数值

STOIC2021——肺炎分类挑战赛_缩放_18

混淆矩阵

STOIC2021——肺炎分类挑战赛_缩放_19

分类指标

               precision   recall   f1-score   support

        0.0       0.99      1.00      0.99        95

        1.0       1.00      0.97      0.98        30

avg / total    0.99      0.99      0.99       125