Real-time coronary artery stenosis detection based on modern neural networks; Scientific Reports; Vol. 11, iss. 1
| Parent link: | Scientific Reports Vol. 11, iss. 1.— 2021.— [7582, 13 p.] |
|---|---|
| Corporate Authors: | Национальный исследовательский Томский политехнический университет Инженерная школа информационных технологий и робототехники Научно-образовательная лаборатория обработки и анализа больших данных, Национальный исследовательский Томский политехнический университет Инженерная школа информационных технологий и робототехники Отделение информационных технологий |
| Outros autores: | Danilov V. V. Vyacheslav Vladimirovich, Klyshnikov K. Yu. Kirill Yurjevich, Gerget O. M. Olga Mikhailovna, Kutikhin A. G. Anton Gennadievich, Ganuykov V. I. Vladimir, Frangi A. F. Alejandro, Ovcharenko E. A. Evgeny Andreevich |
| Summary: | Title screen Invasive coronary angiography remains the gold standard for diagnosing coronary artery disease, which may be complicated by both, patient-specific anatomy and image quality. Deep learning techniques aimed at detecting coronary artery stenoses may facilitate the diagnosis. However, previous studies have failed to achieve superior accuracy and performance for real-time labeling. Our study is aimed at confirming the feasibility of real-time coronary artery stenosis detection using deep learning methods. To reach this goal we trained and tested eight promising detectors based on different neural network architectures (MobileNet, ResNet-50, ResNet-101, Inception ResNet, NASNet) using clinical angiography data of 100 patients. Three neural networks have demonstrated superior results. The network based on Faster-RCNN Inception ResNet V2 is the most accurate and it achieved the mean Average Precision of 0.95, F1-score 0.96 and the slowest prediction rate of 3 fps on the validation subset. The relatively lightweight SSD MobileNet V2 network proved itself as the fastest one with a low mAP of 0.83, F1-score of 0.80 and a mean prediction rate of 38 fps. The model based on RFCN ResNet-101 V2 has demonstrated an optimal accuracy-to-speed ratio. Its mAP makes up 0.94, F1-score 0.96 while the prediction speed is 10 fps. The resultant performance-accuracy balance of the modern neural networks has confirmed the feasibility of real-time coronary artery stenosis detection supporting the decision-making process of the Heart Team interpreting coronary angiography findings. |
| Idioma: | inglés |
| Publicado: |
2021
|
| Subjects: | |
| Acceso en liña: | https://doi.org/10.1038/s41598-021-87174-2 |
| Formato: | Electrónico Capítulo de libro |
| KOHA link: | https://koha.lib.tpu.ru/cgi-bin/koha/opac-detail.pl?biblionumber=667328 |
Títulos similares
Ишемическая болезнь почек учебное пособие
por: Агранович Н. В.
Publicado: (Ставрополь, СтГМУ, 2023)
por: Агранович Н. В.
Publicado: (Ставрополь, СтГМУ, 2023)
Dynamic Single-Photon Emission Computed Tomography Data Analysis: Capabilities for Determining Functional Significance of Coronary Artery Atherosclerosis; MATEC Web of Conferences; Vol. 79 : Information-Measuring Equipment and Technologies (IME&T 2016)
Publicado: (2016)
Publicado: (2016)
Врожденные и приобретенные пороки сердца: в 2-х ч. Ч. 2 учеб. пособие
por: Корой П. В.
Publicado: (Ставрополь, СтГМУ, 2021)
por: Корой П. В.
Publicado: (Ставрополь, СтГМУ, 2021)
Prospects Of Quantitative Scintigraphic Assessment Of Myocardial Blood Flow In Patients With Coronary Artery Disease; European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging; Vol. 43, suppl. 1 : European Association of Nuclear Medicine, EANM '16
Publicado: (2016)
Publicado: (2016)
Analysis of Deep Neural Networks for Detection of Coronary Artery Stenosis; Programming and Computer Software; Vol. 47, iss. 3
Publicado: (2021)
Publicado: (2021)
Моделирование гемодинамики коронарной артерии человека; Перспективы развития фундаментальных наук; Т. 3 : Математика
por: Андренков А. И.
Publicado: (2024)
por: Андренков А. И.
Publicado: (2024)
Аномалии коронарных артерий учебное пособие
por: Багманова З. А.
Publicado: (Уфа, БГМУ, 2017)
por: Багманова З. А.
Publicado: (Уфа, БГМУ, 2017)
Dynamic single photon emission computer tomography with dedicated CZT camera in assessment of myocardial flow reserve in patientswith three-vessel coronary artery disease; European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging; Vol. 43, suppl. 1 : European Association of Nuclear Medicine, EANM'16
Publicado: (2016)
Publicado: (2016)
Приобретенные пороки сердца учебное пособие
por: Гома Т. В.
Publicado: (Иркутск, ИГМУ, 2020)
por: Гома Т. В.
Publicado: (Иркутск, ИГМУ, 2020)
Possibility of Using {99m}Tc-Labeled Macro-Aggregates of Serum Albumin and Diethylene Triamine Pentaacetic Acid in the Assessment Lung Ventilation and Perfusion in Patients with Chronic Obstructive Pulmonary Disease and Coronary Artery Disease; Advanced Materials Research : Radiation and nuclear techniques in material science; Vol. 1084 : Physical-Technical Problems of Nuclear Science, Energy Generation, and Power Industry (PTPAI -2014)
Publicado: (2015)
Publicado: (2015)
Use of Technetium-99m-Labeled Lipophilic Complex of Methoxy-Isobutyl-Isonitrile and Iopromide Radiopaque Substance to Assess the Severity of Coronary Atherosclerosis in Patients with Coronary Heart Disease at Mild Disorders of Myocardial Perfusion; Advanced Materials Research : Radiation and nuclear techniques in material science; Vol. 1084 : Physical-Technical Problems of Nuclear Science, Energy Generation, and Power Industry (PTPAI -2014)
Publicado: (2015)
Publicado: (2015)
Врожденные и приобретенные пороки сердца: в 2-х ч. Ч. 1 учеб. пособие
por: Корой П. В.
Publicado: (Ставрополь, СтГМУ, 2021)
por: Корой П. В.
Publicado: (Ставрополь, СтГМУ, 2021)
Nonpharmacological Correction of Hypersympatheticotonia in Patients with Chronic Coronary Insufficiency and Severe Left Ventricular Dysfunction; Annals of Noninvasive Electrocardiology; Online Version of Record published before inclusion in an issue
Publicado: (2016)
Publicado: (2016)
Быть или не быть инфаркту
por: Климов А. Н.
Publicado: (Санкт-Петербург, Питер, 1994)
por: Климов А. Н.
Publicado: (Санкт-Петербург, Питер, 1994)
Врожденные пороки сердца у взрослых. Отдельные формы пороков сердца учебное пособие
por: Попонина Ю. С.
Publicado: (Томск, СибГМУ, 2023)
por: Попонина Ю. С.
Publicado: (Томск, СибГМУ, 2023)
Периферический атеросклероз учебно-методическое пособие
por: Иванов М. А.
Publicado: (Санкт-Петербург, СЗГМУ им. И.И. Мечникова, 2018)
por: Иванов М. А.
Publicado: (Санкт-Петербург, СЗГМУ им. И.И. Мечникова, 2018)
Формирование врожденных пороков сердца с точки зрения эмбриогенеза учебно-методическое пособие
por: Молчанов А. Н.
Publicado: (Сургут, СурГУ, 2022)
por: Молчанов А. Н.
Publicado: (Сургут, СурГУ, 2022)
Хирургическое лечение заболеваний и ранений сердца. Реабилитация больных после кардиохирургических вмешательств учебное пособие
por: Вязников В. А.
Publicado: (Киров, Кировский ГМУ, 2019)
por: Вязников В. А.
Publicado: (Киров, Кировский ГМУ, 2019)
Острый коронарный синдром: патофизиология, диагностика и лечение учебное пособие
por: Вышлов Е. В.
Publicado: (Томск, СибГМУ, 2019)
por: Вышлов Е. В.
Publicado: (Томск, СибГМУ, 2019)
Заболевания артериальной системы монография
por: Ермолаев В. Л.
Publicado: (Екатеринбург, Уральский ГМУ, 2017)
por: Ермолаев В. Л.
Publicado: (Екатеринбург, Уральский ГМУ, 2017)
Профилактика заболеваний сердечно-сосудистой системы
por: Алмазов В. А Владимир Андреевич
Publicado: (Ленинград, о -во "Знание" РСФСР, 1981)
por: Алмазов В. А Владимир Андреевич
Publicado: (Ленинград, о -во "Знание" РСФСР, 1981)
Лечебно-диагностические алгоритмы в хирургии и урологии учебное пособие
por: Ануфриева С. С.
Publicado: (Челябинск, ЮУГМУ, 2020)
por: Ануфриева С. С.
Publicado: (Челябинск, ЮУГМУ, 2020)
Методика определения резерва миокардиального кровотока с использованием нагрузочной динамической однофотонной эмиссионной компьютерной томографии; Бюллетень экспериментальной биологии и медицины; Т. 160, № 12
por: Мочула А. В. Андрей Викторович
Publicado: (2015)
por: Мочула А. В. Андрей Викторович
Publicado: (2015)
Патофизиология артериальной гипертензии учебно-методическое пособие
por: Апресян А. Г.
Publicado: (Санкт-Петербург, СЗГМУ им. И.И. Мечникова, 2023)
por: Апресян А. Г.
Publicado: (Санкт-Петербург, СЗГМУ им. И.И. Мечникова, 2023)
Динамика снижения содержания миелина после моделирования локальной ишемии головного мозга у крыс; Перспективы развития фундаментальных наук; Т. 4 : Биология и фундаментальная медицина
por: Кисель А. А.
Publicado: (2017)
por: Кисель А. А.
Publicado: (2017)
Особенности функции кардиомиоцитов у больных ишемической болезнью сердца, ассоциированной с сахарным диабетом 2 типа; Перспективы развития фундаментальных наук; Т. 4 : Биология и фундаментальная медицина
por: Будникова О. В.
Publicado: (2018)
por: Будникова О. В.
Publicado: (2018)
Диагностика ишемических заболеваний сердца и аритмий с помощью дополнительного модуля карманного анализатора ЭКГ-Экспресс; Неразрушающий контроль: электронное приборостроение, технологии, безопасность; Т. 1
por: Никонирова Д. Н.
Publicado: (2014)
por: Никонирова Д. Н.
Publicado: (2014)
Comparative Study of Deep Learning Modelsfor Automatic Coronary Stenosis Detectionin X-ray Angiography; CEUR Workshop Proceedings; Vol. 2744 : GraphiCon 2020. Computer Graphics and Machine Vision
Publicado: (2020)
Publicado: (2020)
Assessment of Left Ventricular Mechanics in Patients with Ischemic Heart Disease; MATEC Web of Conferences; Vol. 79 : Information-Measuring Equipment and Technologies (IME&T 2016)
Publicado: (2016)
Publicado: (2016)
Получение материалов на основе сополимера лактида и гликолида для восстановления сосудов; Функциональные материалы: разработка, исследование, применение
por: Радионов Н. С.
Publicado: (2017)
por: Радионов Н. С.
Publicado: (2017)
Оптимизация условий синтеза 11Н-индено[1,2-b]хиноксалин оксима; Химия и химическая технология в XXI веке
por: Соловьева К. А.
Publicado: (2017)
por: Соловьева К. А.
Publicado: (2017)
The Question of the End Effector of Ischemic Preconditioning of the Heart; Neuroscience and Behavioral Physiology; Vol. 47, iss. 6
Publicado: (2017)
Publicado: (2017)
Новые покрытия для сердечнососудистой хирургии; Инновационно-технологическое сотрудничество в области химии для развития Северо-Западного Региона России» - "INNO-TECH 2016"
por: Леонова Л. А. Лилия Александровна
Publicado: (2016)
por: Леонова Л. А. Лилия Александровна
Publicado: (2016)
Проблемы и перспективы оценки сдвига сегмента ST как возможный признак ишемии миокарда при исследовании сердца методом холтеровского мониторирования с помощью медицинских наноэлектродов; Современные техника и технологии; Т. 2
por: Лежнина И. А. Инна Алексеевна
Publicado: (2010)
por: Лежнина И. А. Инна Алексеевна
Publicado: (2010)
Digital Technologies in Providing Development of Algorithms Surgical Treatment of Supraventricular Arrhythmias; MATEC Web of Conferences; Vol. 79 : Information-Measuring Equipment and Technologies (IME&T 2016)
Publicado: (2016)
Publicado: (2016)
The Role of Humoral Factors in Producing the Cardioprotective Effect of Remote Ischemic Preconditioning; Neuroscience and Behavioral Physiology; Vol. 49, iss. 3
Publicado: (2019)
Publicado: (2019)
Вазоспастическая стенокардия. Современная диагностика и лечение учебное пособие
por: Боровкова Н. Ю.
Publicado: (Нижний Новгород, ПИМУ, 2017)
por: Боровкова Н. Ю.
Publicado: (Нижний Новгород, ПИМУ, 2017)
Алгоритмы диагностики и лечения хирургических заболеваний сердца. В 3 ч. Ч. 3 учебное пособие
por: Галимов О. В.
Publicado: (Уфа, БГМУ, 2023)
por: Галимов О. В.
Publicado: (Уфа, БГМУ, 2023)
Ангиология учебно-методическое пособие
por: Хомутов А. Е.
Publicado: (Нижний Новгород, ННГУ им. Н. И. Лобачевского, 2012)
por: Хомутов А. Е.
Publicado: (Нижний Новгород, ННГУ им. Н. И. Лобачевского, 2012)
Внутренние болезни учебное пособие для иностранных студентов-медиков
por: Ашуркова Т. Г.
Publicado: (Ульяновск, УлГУ, 2022)
por: Ашуркова Т. Г.
Publicado: (Ульяновск, УлГУ, 2022)
Títulos similares
-
Ишемическая болезнь почек учебное пособие
por: Агранович Н. В.
Publicado: (Ставрополь, СтГМУ, 2023) -
Dynamic Single-Photon Emission Computed Tomography Data Analysis: Capabilities for Determining Functional Significance of Coronary Artery Atherosclerosis; MATEC Web of Conferences; Vol. 79 : Information-Measuring Equipment and Technologies (IME&T 2016)
Publicado: (2016) -
Врожденные и приобретенные пороки сердца: в 2-х ч. Ч. 2 учеб. пособие
por: Корой П. В.
Publicado: (Ставрополь, СтГМУ, 2021) -
Prospects Of Quantitative Scintigraphic Assessment Of Myocardial Blood Flow In Patients With Coronary Artery Disease; European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging; Vol. 43, suppl. 1 : European Association of Nuclear Medicine, EANM '16
Publicado: (2016) -
Analysis of Deep Neural Networks for Detection of Coronary Artery Stenosis; Programming and Computer Software; Vol. 47, iss. 3
Publicado: (2021)