综述:深度学习在黑色素瘤检测中的增强与进展:一项全面综述

【字体: 时间:2025年06月09日 来源:Computers in Biology and Medicine 7.0

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  这篇系统综述聚焦人工智能(AI)尤其是深度学习(DL)在黑色素瘤早期诊断中的应用,揭示了当前模型在数据多样性(如非洲、亚洲人群皮肤光型)、图像标准化(如224×224像素分辨率)和临床可重复性(如ResNet架构透明度)方面的局限性,呼吁整合多源高质量数据以提升全球适用性。

  

Abstract
黑色素瘤虽非最高发的皮肤癌,却因高死亡率成为全球健康挑战。传统活检诊断具侵入性,而基于深度学习(DL)的图像分析技术展现出早期精准诊断潜力。本文系统回顾2016至2025年研究,指出当前DL模型在欧洲和北美数据中表现优异(如ISIC数据库准确率超93%),但对非洲、亚洲等深色皮肤人群的泛化性不足。关键瓶颈包括图像分辨率标准化(普遍采用224×224像素)、模型架构(如ResNet、Inception)透明度缺失,以及数据集缺乏肤色多样性。

Introduction
黑色素瘤全球发病率排名第17,但在欧洲高发区位列第7,2022年导致58,667例死亡。早期诊断可使五年生存率超98%,但传统方法受限于活检延迟和医师水平差异。DL中的卷积神经网络(CNN)在医学影像领域表现突出(乳腺癌诊断准确率88%),但现有研究多依赖欧美白人数据,忽略亚洲人群黑色素瘤好发于肢端(如手掌、足底)的解剖学差异。

Research Landscape
印度(62篇)和中国(59篇)为研究主力,但数据集地理分布失衡。2019年后DL应用激增,但超30%研究未明确CNN架构细节,导致可重复性危机。

Data and Image Utilization
ISIC数据库(291次引用)和HAM10000(97次)主导研究,但深色皮肤样本不足5%。图像预处理中,61%研究未说明去噪或增强方法,影响模型鲁棒性。

Deep Learning Architectures
ResNet(38%)、Inception(22%)为主流,但33篇论文未披露网络结构。混合模型(如结合注意力机制)在有限数据集中表现优异(AUC提升12%)。

Challenges
数据集肤色偏差导致模型对深色皮肤敏感度下降40%。临床转化障碍还包括DL“黑箱”特性及图像采集协议差异(如光源角度影响颜色还原)。

Future Directions
多模态数据整合(如结合基因检测)、联邦学习(跨机构协作)和可解释AI(XAI)是突破重点。需建立涵盖6大肤色分型的标准化数据库(如Fitzpatrick量表)。

Conclusion
推动DL在黑色素瘤诊断中的公平应用,需平衡数据集肤色分布、规范图像采集流程,并开发针对肢端型黑色素瘤的特异性算法。

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