Diagnosing thyroid nodules with atypia of undetermined significance/follicular lesion of undetermined significance cytology with the deep convolutional neural network

To compare the diagnostic performances of physicians and a deep convolutional neural network (CNN) predicting malignancy with ultrasonography images of thyroid nodules with atypia of undetermined significance (AUS)/follicular lesion of undetermined significance (FLUS) results on fine-needle aspiration (FNA). This study included 202 patients with 202 nodules ≥ 1 cm AUS/FLUS on FNA, and underwent surgery in one of 3 different institutions. Diagnostic performances were compared between 8 physicians (4 radiologists, 4 endocrinologists) with varying experience levels and CNN, and AUS/FLUS subgroups were analyzed. Interobserver variability was assessed among the 8 physicians. Of the 202 nodules, 158 were AUS, and 44 were FLUS; 86 were benign, and 116 were malignant. The area under the curves (AUCs) of the 8 physicians and CNN were 0.680-0.722 and 0.666, without significant differences (P > 0.05). In the subgroup analysis, the AUCs for the 8 physicians and CNN were 0.657-0.768 and 0.652 for AUS, 0.469-0.674 and 0.622 for FLUS. Interobserver agreements were moderate (k = 0.543), substantial (k = 0.652), and moderate (k = 0.455) among the 8 physicians, 4 radiologists, and 4 endocrinologists. For thyroid nodules with AUS/FLUS cytology, the diagnostic performance of CNN to differentiate malignancy with US images was comparable to that of physicians with variable experience levels.ope

Three-dimensional radiomics of triple-negative breast cancer: Prediction of systemic recurrence

This paper evaluated 3-dimensional radiomics features of breast magnetic resonance imaging (MRI) as prognostic factors for predicting systemic recurrence in triple-negative breast cancer (TNBC) and validated the results with a different MRI scanner. The Rad score was generated from 3-dimensional radiomic features of MRI for 231 TNBCs (training set (GE scanner), n = 182; validation set (Philips scanner), n = 49). The Clinical and Rad models to predict systemic recurrence were built up and the models were externally validated. In the training set, the Rad score was significantly higher in the group with systemic recurrence (median, -8.430) than the group without (median, -9.873, P < 0.001). The C-index of the Rad model to predict systemic recurrence in the training set was 0.97, which was significantly higher than in the Clinical model (0.879; P = 0.009). When the models were externally validated, the C-index of the Rad model was 0.848, lower than the 0.939 of the Clinical model, although the difference was not statistically significant (P = 0.100). The Rad model for predicting systemic recurrence in TNBC showed a significantly higher C-index than the Clinical model. However, external validation with a different MRI scanner did not show the Rad model to be superior over the Clinical model.ope

Annual Trends in Ultrasonography-Guided 14-Gauge Core Needle Biopsy for Breast Lesions

OBJECTIVE: To examine time trends in ultrasonography (US)-guided 14-gauge core needle biopsy (CNB) for breast lesions based on the lesion size, Breast Imaging-Reporting and Data System (BI-RADS) category, and pathologic findings. MATERIALS AND METHODS: We retrospectively reviewed consecutive US-guided 14-gauge CNBs performed from January 2005 to December 2016 at our institution. A total of 22,297 breast lesions were included. The total number of biopsies, tumor size (≤ 10 mm to > 40 mm), BI-RADS category (1 to 5), and pathologic findings (benign, high risk, ductal carcinoma in situ [DCIS], invasive cancer) were examined annually, and the malignancy rate was analyzed based on the BI-RADS category. RESULTS: Both the total number of US scans and US-guided CNBs increased while the proportion of US-guided CNBs to the total number of US scans decreased significantly. The number of biopsies classified based on the tumor size, BI-RADS category, and pathologic findings all increased over time, except for BI-RADS categories 1 or 2 and category 3 (odds ratio [OR] = 0.951 per year, 95% confidence interval [CI]: 0.902, 1.002 and odds ratio = 0.979, 95% CI: 0.970, 0.988, respectively). Both the unadjusted and adjusted total malignancy rates and the DCIS rate increased significantly over time. BI-RADS categories 4a, 4b, and 4c showed a significant increasing trend in the total malignancy rate and DCIS rate. CONCLUSION: The malignancy rate in the results of US-guided 14-gauge CNB for breast lesions increased as the total number of biopsies increased from 2005 to 2016. This trend persisted after adjusting for the BI-RADS category.ope

Radiomics in predicting mutation status for thyroid cancer: A preliminary study using radiomics features for predicting BRAFV600E mutations in papillary thyroid carcinoma

PURPOSE: To evaluate whether if ultrasonography (US)-based radiomics enables prediction of the presence of BRAFV600E mutations among patients diagnosed as papillary thyroid carcninoma (PTC). METHODS: From December 2015 to May 2017, 527 patients who had been treated surgically for PTC were included (training: 387, validation: 140). All patients had BRAFV600E mutation analysis performed on surgical specimen. Feature extraction was performed using preoperative US images of the 527 patients (mean size of PTC: 16.4mm±7.9, range, 10-85 mm). A Radiomics Score was generated by using the least absolute shrinkage and selection operator (LASSO) regression model. Univariable/multivariable logistic regression analysis was performed to evaluate the factors including Radiomics Score in predicting BRAFV600E mutation. Subgroup analysis including conventional PTC <20-mm (n = 389) was performed (training: 280, validation: 109). RESULTS: Of the 527 patients diagnosed with PTC, 428 (81.2%) were positive and 99 (18.8%) were negative for BRAFV600E mutation. In both total 527 cancers and 389 conventional PTC<20-mm, Radiomics Score was the single factor showing significant association to the presence of BRAFV600E mutation on multivariable analysis (all P<0.05). C-statistics for the validation set in the total cancers and the conventional PTCs<20-mm were lower than that of the training set: 0.629 (95% CI: 0.516-0.742) to 0.718 (95% CI: 0.650-0.786), and 0.567 (95% CI: 0.434-0.699) to 0.729 (95% CI: 0.632-0.826), respectively. CONCLUSION: Radiomics features extracted from US has limited value as a non-invasive biomarker for predicting the presence of BRAFV600E mutation status of PTC regardless of size.ope

The Influences of Individualized Learning Adapted to Students Conception and Small Group Learning Using Smart Devices in Secondary Chemistry Classes

학위논문 (박사)-- 서울대학교 대학원 사범대학 과학교육과, 2017. 8. 노태희.스마트 기기를 수업에 활용하려는 시도가 다양하게 이루어지고 있으나 과학 수업에 실제로 적용할 수 있는 교수·학습 방법에 대한 연구는 부족하다. 이에 본 연구에서는 개념 적응적 개별화 학습과 소집단 학습 측면에서 스마트 기기를 활용한 과학 교수·학습 방법을 적용하여 교수 효과와 학생들의 인식을 조사하였다. 또한 스마트 기기를 활용한 소집단 과학 학습 과정에서 나타나는 학생들 간의 언어적 상호작용 양상을 분석하였다. 연구 Ⅰ에서는 스마트 기기를 활용한 개념 적응적 개별화 학습의 효과를 개념 이해도, 개념 파지, 학업 성취도, 학습 동기, 과학 수업에 대한 즐거움, 스마트 기기를 활용한 수업에 대한 인식 측면에서 조사하였다. 서울시의 한 남녀 공학 중학교 1학년 4개 학급(112명)을 통제 집단과 처치 집단으로 배치하고, 7차시 동안 분자의 운동에 대하여 수업을 실시하였다. 이원 공변량 분석 결과, 처치 집단의 개념 검사, 개념 파지 검사, 과학 학습 동기 검사, 과학 수업에 대한 즐거움 검사의 점수가 통제 집단에 비하여 유의미하게 높았다(p<.01). 학업 성취도 검사에서는 처치 집단의 점수가 통제 집단보다 높았으나 그 차이가 통계적으로 유의미하지 않았다. 스마트 기기를 활용한 수업에 대한 학생들의 인식도 긍정적인 것으로 나타났다. 연구 Ⅱ에서는 스마트 기기를 활용한 소집단 학습을 고등학교 화학 수업에 적용하고, 그 효과를 학생들의 학업 성취도, 과학 학습 동기, 과학 수업에 대한 태도, 스마트 기기를 활용한 소집단 학습에 대한 인식 측면에서 조사하였다. 서울시에 소재한 남녀 공학 고등학교 2학년 4개 학급(133명)을 통제 집단과 처치 집단으로 무선 배치하였다. 스마트 기기를 활용한 소집단 학습 방법은 협력적 활동지 작성을 강조하였다. 수업 처치는 산과 염기와 중화 반응에 대하여 6차시 동안 실시하였다. 수업 처치 후, 학업 성취도 검사, 학습 동기 검사, 과학 수업에 대한 태도 검사, 스마트 기기를 활용한 소집단 학습에 대한 인식 검사를 실시하였다. 이원 공변량 분석 결과, 학업 성취도 검사 점수에서 사전 화학 성취도와의 상호작용 효과가 유의미하게 나타났다(p<.05). 스마트 기기를 활용한 소집단 학습에서 하위 수준 학생들이 상위 수준의 학생들에게 도움을 받을 기회가 많아져서 성취도가 유의미하게 향상되었을 수 있다. 학습 동기, 과학 수업에 대한 태도에서 처치 집단의 교정 평균이 통제 집단에 비하여 유의미하게 높았다(p<.01). 스마트 기기를 활용한 소집단 학습에 대한 학생들의 인식도 긍정적인 것으로 나타났다. 이와 같은 연구 Ⅱ의 결과는 스마트 기기를 활용한 소집단 학습이 사전 성취 수준에 따라 학업 성취도에 미치는 영향이 다름을 보여주고, 스마트 기기를 활용한 소집단 학습 과정에서 사전 성취 수준에 따른 학생들 간의 상호작용의 특징을 조사할 필요성을 시사한다. 이에 연구 Ⅲ에서는 스마트 기기를 활용한 소집단 과학 학습 과정에서 학생 사이의 언어적 상호작용 유형을 분류하고, 사전 성취 수준에 따른 언어적 상호작용 양상을 비교하였다. 서울시의 한 남녀 공학 고등학교에서 사전 성취 수준 측면에서 이질적으로 구성된 4개의 소집단(고등학교 2학년 16명)이 연구에 참여하였다. 스마트 기기를 활용한 소집단 과학 학습 과정에서 일어나는 언어적 상호작용을 녹음 및 녹화하고 기록 원고를 작성한 뒤 분석하였다. 학생들 사이의 언어적 상호작용은 개별 진술과 상호작용 단위 수준에서 분석하였다. 연구 결과, 스마트 기기를 활용한 소집단 학습에서 학생 사이의 언어적 상호작용은 과제 관련 진술의 빈도가 높았는데, 특히 정보 설명, 정보 질문, 기준 반성의 빈도가 높았다. 방향 설명, 기준 반성 진행에서는 사전 성취 수준 상위 학생들의 진술 빈도가 높게 나타났고, 방향 질문, 정보 설명에서는 하위 수준 학생들의 진술 빈도가 높게 나타났다. 상호작용단위에서는 지식 구성 상호작용 중 대칭적 정교화 상호작용의 빈도가 가장 높았는데, 특히 누적형과 평가형이 높게 나타났다. 결론적으로 중등 화학 수업에서 스마트 기기를 활용한 개념 적응적 개별화 학습과 정보와 지식의 공유를 촉진하는 소집단 학습은 학생들의 인지적, 정의적 측면에 긍정적인 영향을 미친다고 볼 수 있다. 또한 스마트 기기를 활용한 소집단 학습에서 상위 수준 학생들은 학습 과정과 결과를 점검하는 언어적 행동을 주로 보였고, 기존의 소집단 학습에서 상위 수준 학생들이 학습을 주도했던 것과는 달리 하위 수준 학생들도 스스로 정보를 탐색하고 제공하면서 과제 해결에 적극적으로 참여하였다. 이러한 결과는 스마트 기기를 활용한 개념 적응적 개별화 학습과 소집단 학습이 실제 과학 수업에서 적용 가능한 효과적인 교수·학습 방법임을 시사한다.제 1 장. 서 론 1 1. 연구의 필요성 1 2. 연구 문제 7 3. 연구의 제한점 9 4. 용어의 정의 11 제 2 장. 이론적 배경과 선행 연구 12 1. 스마트 기기 활용 학습 12 1.1 스마트 기기 활용 학습의 이론적 배경 12 (1) 정보통신기술의 발전에 따른 교수·학습 방법의 변화 12 (2) 모바일 러닝과 스마트 러닝의 개념 14 (3) 스마트 기기 활용 학습의 특성과 유형 20 (4) 스마트 기기 활용 학습에 대한 선행 연구 26 1.2 과학 교육과 스마트 기기의 활용 34 (1) 과학 교육에서 스마트 기기를 활용 학습에 대한 선행 연구 34 (2) 과학 교육에서 스마트 기기 활용의 효과적인 방안 37 2. 개별화 학습과 스마트 기기 활용 방법 40 2.1 개별화 학습에 대한 선행 연구 40 2.2 스마트 기기를 활용한 개별화 학습에 대한 선행 연구 46 3. 소집단 학습과 스마트 기기 활용 방법 51 3.1 소집단 학습에 대한 선행 연구 51 3.2 스마트 기기를 활용한 소집단 학습에 대한 선행 연구 52 제 3 장. 중학교 화학 수업에서 스마트 기기를 활용한 개념 적응적 개별화 학습의 효과 (연구 Ⅰ) 58 1. 서론 58 2. 연구 방법 60 2.1 연구 대상 60 2.2 연구 단원 61 2.3 연구 설계와 연구 절차 61 2.4 스마트 기기를 활용한 개념 적응적 개별화 학습 방법 64 2.5 검사 도구 72 2.6 분석 방법 74 3. 연구 결과와 논의 74 3.1 통계 분석을 위한 기본 가정 검토 74 3.2 개념 이해도 및 개념 파지에 미치는 효과 76 3.3 학업 성취도에 미치는 효과 77 3.4 과학 학습 동기에 미치는 효과 78 3.5 과학 수업에 대한 즐거움에 미치는 효과 80 3.6 스마트 기기를 활용한 수업에 대한 학생들의 인식 81 4. 결론 82 제 4 장. 고등학교 화학 수업에서 스마트 기기를 활용한 소집단 학습의 효과(연구 Ⅱ) 84 1. 서론 84 2. 연구 방법 86 2.1 연구 대상 86 2.2 연구 단원 87 2.3 연구 설계와 연구 절차 87 2.4 스마트 기기를 활용한 소집단 학습 방법 90 2.5 검사 도구 92 2.6 분석 방법 94 3. 연구 결과와 논의 95 3.1 통계 분석을 위한 기본 가정 검토 95 3.2 학업 성취도에 미치는 효과 97 3.3 과학 학습 동기에 미치는 효과 99 3.4 과학 수업에 대한 태도에 미치는 효과 101 3.5 스마트 기기를 활용한 소집단 학습에 대한 학생들의 인식 102 4. 결론 103 제 5 장. 스마트 기기를 활용한 소집단 과학 학습에서 학생의 언어적 상호작용 분석(연구 Ⅲ) 105 1. 서론 105 2. 연구 방법 107 2.1 연구 대상 107 2.2 연구 상황 108 2.3 연구 절차 109 2.4 분석 방법 112 (1) 언어적 상호작용의 분석 과정과 분석틀 112 (2) 자료 분석 방법 121 3. 연구 결과와 논의 122 3.1 개별 진술의 일반적 양상 122 3.2 사전 성취 수준에 따른 개별 진술의 양상 비교 124 3.3 상호작용 단위의 양상 127 4. 결론 129 제 6 장. 결론과 제언 131 1. 연구의 요약 131 2. 결론과 제언 134 3. 추후 연구 과제 135 참고 문헌 138 부 록 157 ABSTRACT 176Docto

Associations between Bethesda categories and tumor characteristics of conventional papillary thyroid carcinoma

PURPOSE: The aim of this study was to investigate the associations of Bethesda categories III, V, and VI with the clinical and pathological features of thyroid nodules surgically confirmed as conventional papillary thyroid carcinomas (PTCs). METHODS: We analyzed 1,990 consecutive patients diagnosed with conventional PTC at surgery with preoperative Bethesda categories III, V, or VI. We determined the odds ratio (ORs) of the clinical and pathological variables associated with categories III and V, using category VI as the reference. RESULTS: Category III and V PTCs had a smaller pathological tumor size (OR, 0.934 and OR, 0.969, respectively) and less frequently had central lymph node metastasis (OR, 0.487 and OR, 0.780, respectively) than category VI PTCs. Category III PTCs less frequently showed suspicious ultrasonographic features (OR, 0.296) than category VI PTCs, and category V PTCs less frequently had gross extrathyroidal extension, with borderline significance (OR, 0.643; P=0.059). CONCLUSION: Conventional PTCs with a preoperative Bethesda category of III or V may less frequently exhibit poor prognostic factors than those with malignant cytology.ope

Diagnostic Value of CYFRA 21-1 Measurement in Fine-Needle Aspiration Washouts for Detection of Axillary Recurrence in Postoperative Breast Cancer Patients

Purpose The objective of this study was to evaluate the diagnostic value and threshold levels of cytokeratin fragment 21-1 (CYFRA 21-1) in fine-needle aspiration (FNA) washouts for detection of lymph node (LN) recurrence in postoperative breast cancer patients. Materials and Methods FNA cytological assessments and CYFRA 21-1 measurement in FNA washouts were performed for 64 axillary LNs suspicious for recurrence in 64 post-operative breast cancer patients. Final diagnosis was made on the basis of FNA cytology and follow-up data over at least 2 years. The concentration of CYFRA 21-1 was compared between recurrent LNs and benign LNs. Diagnostic performance and cut-off value were evaluated using a receiver operating characteristic curve. Results Regardless of the non-diagnostic results, the median concentration of CYFRA 21-1 in recurrent LNs was significantly higher than that in benign LNs (p < 0.001). The optimal diagnostic cut-off value was 1.6 ng/mL. The sensitivity, specificity, positive predictive value, negative predictive value, and accuracy of CYFRA 21-1 for LN recurrence were 90.9%, 100%, 100%, 98.1%, and 98.4%, respectively. Conclusion Measurement of CYFRA 21-1 concentration from ultrasound-guided FNA biopsy aspirates showed excellent diagnostic performance with a cut-off value of 1.6 ng/mL. These results indicate that measurement of CYFRA 21-1 concentration in FNA washouts is useful for the diagnosis of axillary LN recurrence in post-operative breast cancer patients.ope

Diagnosis of Thyroid Nodules: Performance of a Deep Learning Convolutional Neural Network Model vs. Radiologists

Computer-aided diagnosis (CAD) systems hold potential to improve the diagnostic accuracy of thyroid ultrasound (US). We aimed to develop a deep learning-based US CAD system (dCAD) for the diagnosis of thyroid nodules and compare its performance with those of a support vector machine (SVM)-based US CAD system (sCAD) and radiologists. dCAD was developed by using US images of 4919 thyroid nodules from three institutions. Its diagnostic performance was prospectively evaluated between June 2016 and February 2017 in 286 nodules, and was compared with those of sCAD and radiologists, using logistic regression with the generalized estimating equation. Subgroup analyses were performed according to experience level and separately for small thyroid nodules 1-2 cm. There was no difference in overall sensitivity, specificity, positive predictive value (PPV), negative predictive value and accuracy (all p > 0.05) between radiologists and dCAD. Radiologists and dCAD showed higher specificity, PPV, and accuracy than sCAD (all p < 0.001). In small nodules, experienced radiologists showed higher specificity, PPV and accuracy than sCAD (all p < 0.05). In conclusion, dCAD showed overall comparable diagnostic performance with radiologists and assessed thyroid nodules more effectively than sCAD, without loss of sensitivity.ope

Quantitative evaluation of vascularity on power Doppler US may not identify malignancy of the thyroid

Dept. of Medicine/박사Purpose: To evaluate the usefulness of vascular index (VI) and in predicting thyroid malignancy.Materials & Methods: This retrospective study was approved by our institutional review board, and informed consent was waived. A total of 1,309 thyroid nodules in 1,257 patients (mean age, 50.2 years; range, 18-83 years) were included. Clinical characteristics of the patients and grayscale US were reviewed. Vascularity pattern on Doppler US was classified as none, peripheral, and intranodular. VI was measured with a quantification software from Power Doppler images obtained prior to biopsy. Diagnostic performances of grayscale US alone, US combined with vascularity patterns or VI was calculated and compared. Results: Of the 1,309 thyroid nodules, 927 (70.8%) were benign and 382 (29.2%) were malignancy. Mean value of VI was significantly higher in benign compared to malignancy, 19.1±19.3% to 15.4±17.9% (P<0.001). When cutoff of VI was set at 9.6% in discriminating between benign and malignant thyroid nodules, sensitivity of US combined to vascularity pattern (91.4%) or VI (95.8%) was significantly higher than US alone (89.0%, P<0.001), with lower specificity (62.1% and 28.2% to 74.3%, respectively, P<0.001). Area under the receiver operating characteristics curve (Az) of grayscale US was significantly higher than US combined to vascularity pattern or VI, 0.82 to 0.77 and 0.70, respectively (all P<0.001).Conclusion: Quantified vascularity values were higher in benign than malignant nodules. Neither vascularity patterns nor VI are not predictive of malignancy, and does not improve the diagnostic performances of US in the predicting thyroid malignancy.ope

2020 Imaging Guidelines for Thyroid Nodules and Differentiated Thyroid Cancer: Korean Society of Thyroid Radiology

Imaging plays a key role in the diagnosis and characterization of thyroid diseases, and the information provided by imaging studies is essential for management planning. A referral guideline for imaging studies may help physicians make reasonable decisions and minimize the number of unnecessary examinations. The Korean Society of Thyroid Radiology (KSThR) developed imaging guidelines for thyroid nodules and differentiated thyroid cancer using an adaptation process through a collaboration between the National Evidence-based Healthcare Collaborating Agency and the working group of KSThR, which is composed of radiologists specializing in thyroid imaging. When evidence is either insufficient or equivocal, expert opinion may supplement the available evidence for recommending imaging. Therefore, we suggest rating the appropriateness of imaging for specific clinical situations in this guideline.ope