Automated prediction of COVID-19 severity upon admission by chest X-ray images and clinical metadata aiming at accuracy and explainability

Olar, Alex [Olar, Alex (Mesterséges intel...), szerző] Fizikai és Csillagászati Intézet (ELTE / TTK); Biricz, András [Biricz, András Mátyás (Fizika), szerző]; Bedőházi, Zsolt [Bedőházi, Zsolt (Informatika), szerző] PhD Informatika Doktori Iskola (ELTE / IK); Sulyok, Bendegúz [Sulyok, Bendegúz (biofizika), szerző] Egészségügyi Menedzserképző Központ (SE / EKK); Pollner, Péter ✉ [Pollner, Péter (Elméleti és matem...), szerző] Egészségügyi Menedzserképző Központ (SE / EKK); Biológiai Fizika Tanszék (ELTE / TTK / FizCsill_I); Csabai, István [Csabai, István (Statisztikus fizika), szerző] Komplex Rendszerek Fizikája Tanszék (ELTE / TTK / FizCsill_I)

Angol nyelvű Szakcikk (Folyóiratcikk) Tudományos
Megjelent: SCIENTIFIC REPORTS 2045-2322 13 (1) Paper: 4226 , 11 p. 2023
  • Szociológiai Tudományos Bizottság: A nemzetközi
  • Regionális Tudományok Bizottsága: B nemzetközi
  • SJR Scopus - Multidisciplinary: D1
Támogatások:
  • (2020-1.1.2-PIACI-KFI-2021-00298) Támogató: Nemzeti Kutatás, Fejlesztés és Innovációs Iroda
  • NRDI Office of Hungary within the framework of the Artificial Intelligence National Laboratory Pr...(RRF-2.3.1-21-2022-00004)
  • (RRF-2.3.1-21-2022-00006) Támogató: Egészségbiztonság Nemzeti Laboratórium
  • (K128780) Támogató: Nemzeti Kutatás, Fejlesztés és Innovációs Iroda
  • Mesterséges Intelligencia Nemzeti Laboratórium / Artificial Intelligence National Laboratory(MILAB) Támogató: NKFIH
  • (Open access funding provided by Semmelweis University)
In the past few years COVID-19 posed a huge threat to healthcare systems around the world. One of the first waves of the pandemic hit Northern Italy severely resulting in high casualties and in the near breakdown of primary care. Due to these facts, the Covid CXR Hackathon—Artificial Intelligence for Covid-19 prognosis: aiming at accuracy and explainability challenge had been launched at the beginning of February 2022, releasing a new imaging dataset with additional clinical metadata for each accompanying chest X-ray (CXR). In this article we summarize our techniques at correctly diagnosing chest X-ray images collected upon admission for severity of COVID-19 outcome. In addition to X-ray imagery, clinical metadata was provided and the challenge also aimed at creating an explainable model. We created a best-performing, as well as, an explainable model that makes an effort to map clinical metadata to image features whilst predicting the prognosis. We also did many ablation studies in order to identify crucial parts of the models and the predictive power of each feature in the datasets. We conclude that CXRs at admission do not help the predicting power of the metadata significantly by itself and contain mostly information that is also mutually present in the blood samples and other clinical factors collected at admission.
Hivatkozás stílusok: IEEEACMAPAChicagoHarvardCSLMásolásNyomtatás
2025-04-04 16:00