Clasificación de la idoneidad de imágenes de fondo de ojo para retinopatía diabética utilizando aprendizaje profundo
Autores: Pinedo-Diaz, German; Ortega-Cisneros, Susana; Moya-Sanchez, Eduardo Ulises; Rivera, Jorge; Mejia-Alvarez, Pedro; Rodriguez-Navarrete, Francisco J.; Sanchez, Abraham
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Clasificación de la idoneidad de imágenes de fondo de ojo para retinopatía diabética utilizando aprendizaje profundo
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Retinopatía diabética
Detección en etapa temprana
Diabetes mellitus
Inteligencia artificial
Imágenes de fondo de ojo
Aprendizaje profundo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 25
Citaciones: Sin citaciones
La retinopatía diabética (RD) es la principal causa de ceguera en países en desarrollo y desarrollados. La detección de la RD en etapa temprana reduce el riesgo de ceguera en pacientes con Diabetes Mellitus (DM). Ha habido un aumento significativo en la prevalencia de la DM en los últimos años, especialmente en países de ingresos bajos y medios. En este contexto, el cribado automatizado basado en inteligencia artificial de la DM es una herramienta crucial para ayudar a clasificar la considerable cantidad de Imágenes de Fondo de Ojo (IFO) retinianas. Sin embargo, la evaluación de la calidad de la imagen retiniana se ha demostrado fundamental en los procesos de cribado de la RD en el mundo real para evitar datos fuera de distribución, deriva e imágenes que carecen de información anatómica relevante. Este trabajo analiza las características del dominio espacial y las métricas de evaluación de la calidad de la imagen para llevar a cabo la clasificación de Aprendizaje Profundo (DL) y detectar características notables en IFO. Además, se propone una nueva red neuronal convolucional ligera específicamente para la clasificación binaria a un bajo costo computacional. Los resultados del entrenamiento son comparables a las redes neuronales de última generación, que se utilizan ampliamente en aplicaciones de DL. La arquitectura implementada logra un área bajo la curva del 98,6%, y una sensibilidad y especificidad del 97,66% y 98,33%, respectivamente. Además, el modelo de detección de objetos entrenado logra una precisión media del 94,5%. Además, el enfoque propuesto se puede integrar en cualquier sistema de análisis automatizado de IFO.
Descripción
La retinopatía diabética (RD) es la principal causa de ceguera en países en desarrollo y desarrollados. La detección de la RD en etapa temprana reduce el riesgo de ceguera en pacientes con Diabetes Mellitus (DM). Ha habido un aumento significativo en la prevalencia de la DM en los últimos años, especialmente en países de ingresos bajos y medios. En este contexto, el cribado automatizado basado en inteligencia artificial de la DM es una herramienta crucial para ayudar a clasificar la considerable cantidad de Imágenes de Fondo de Ojo (IFO) retinianas. Sin embargo, la evaluación de la calidad de la imagen retiniana se ha demostrado fundamental en los procesos de cribado de la RD en el mundo real para evitar datos fuera de distribución, deriva e imágenes que carecen de información anatómica relevante. Este trabajo analiza las características del dominio espacial y las métricas de evaluación de la calidad de la imagen para llevar a cabo la clasificación de Aprendizaje Profundo (DL) y detectar características notables en IFO. Además, se propone una nueva red neuronal convolucional ligera específicamente para la clasificación binaria a un bajo costo computacional. Los resultados del entrenamiento son comparables a las redes neuronales de última generación, que se utilizan ampliamente en aplicaciones de DL. La arquitectura implementada logra un área bajo la curva del 98,6%, y una sensibilidad y especificidad del 97,66% y 98,33%, respectivamente. Además, el modelo de detección de objetos entrenado logra una precisión media del 94,5%. Además, el enfoque propuesto se puede integrar en cualquier sistema de análisis automatizado de IFO.