Diagnóstico Automático da Doença Arterial Coronariana em Imagens de Perfusão Miocárdica por SPECT Utilizando Aprendizado Profundo

Focando em pacientes com doença arterial coronariana (DAC), este artigo de pesquisa aborda o problema do diagnóstico automático de isquemia ou infarto utilizando tomografia computadorizada por emissão de fótons únicos (SPECT) (Siemens Symbia S Series) e investiga as capacidades de aprendizado profundo e redes neurais convolucionais. Considerando a ampla aplicabilidade do aprendizado profundo na classificação de imagens médicas, um modelo robusto de CNN cuja arquitetura foi previamente determinada na análise de imagens nucleares é introduzido para reconhecer imagens de perfusão miocárdica, extraindo características significativas de uma imagem e utilizando-as para classificá-la corretamente. Além disso, uma abordagem de classificação de aprendizado profundo utilizando aprendizado por transferência é implementada para classificar imagens cardiovasculares como normais ou anormais (isquemia ou infarto) a partir de exames SPECT de MPI. O presente trabalho se diferencia de outros estudos em cardiologia nuclear, pois utiliza imagens de SPECT de MPI. Para abordar o problema de classificação de duas classes do diagnóstico de DAC, alcançando precisão adequada, arquiteturas de CNN simples, rápidas e eficientes foram construídas com base em um processo de exploração de CNN. Elas foram então empregadas para identificar a categoria do diagnóstico de DAC, apresentando suas capacidades de generalização. Os resultados revelaram que os métodos aplicados são suficientemente precisos e capazes de diferenciar infarto ou isquemia de pacientes saudáveis (precisão geral de classificação = 93,47% ± 2,81%, pontuação AUC = 0,936). Para fortalecer as descobertas deste estudo, as abordagens de aprendizado profundo propostas foram comparadas com outras arquiteturas de CNN populares de última geração para o conjunto de dados específico. Os resultados da previsão mostram a eficácia da nova arquitetura de aprendizado profundo aplicada para o diagnóstico de DAC utilizando exames SPECT de MPI em relação às existentes na medicina nuclear.