基于3D-UNet改进网络的冠脉钙化病灶多标签分割方法

来源 :华中科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:softdir
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
临床应用中,医生希望在心脏平扫CT图像中找出冠状动脉主要分支(左主干、左前降支、左回旋支和右冠脉)各自的钙化病灶。研究多标签的冠状动脉钙化病灶分割方法,得到准确的分割结果可以作为心血管疾病诊断的重要依据。针对心脏区域中非冠脉钙化与冠脉钙化特点相近、冠脉钙化易漏检以及多标签分割时标签之间易混淆等问题,提出了先分割心脏区域钙化再分成多标签的两阶段方案。在第一阶段,将冠脉主要分支的钙化病灶和非冠脉钙化病灶作为一类目标,尽可能避免漏检冠脉钙化。该阶段使用带多尺度融合模块的三维残差“U”型网络(3D-MSI-RUnet),在Dice Loss的基础上增加了用于单标签分割的Focal Loss作为损失函数,以解决单标签分割的类别不均衡问题。在第二阶段,将第一阶段的分割结果和CT图像作为输入,实现多标签的冠脉钙化分割。以3D-MSI-RUnet网络模型为基础进行改进,设计了带注意力机制的三维密集“U”型网络(3D-MA-DUnet)。用密集模块替换残差模块,能够减少各类冠脉钙化特征信息的丢失;在网络的跳跃连接处增加了注意力机制,使得网络在学习冠脉钙化信息的同时也能过滤如骨组织等的假阳性噪声;在Dice Loss的基础上增加了用于多标签分割的Focal Loss作为损失函数,以解决第二阶段多标签分割的多类别不均衡问题。在上海联影医疗科技股份有限公司提供的63套心脏平扫CT数据上进行实验。使用四个不同的模型进行对比实验,在相同模型的条件下,两阶段方法的Dice系数均比一阶段方法的Dice系数提升8%-20%。在两阶段方法的消融实验中,3D-MADUnet模型的Dice系数达到0.8344,比3D-MSI-RUnet模型提高了29%。
其他文献
烧结砖作为一种重要的墙体材料,因强度高、耐久性好等优势被广泛应用。由于我国对黏土的禁用,引起了针对烧结砖的各种新原料和新工艺的探索,当前以固体废弃物为主要原料。内燃式因其能够节约能源、降低干燥损失,提高产品质量的良好特性成为当前应用较多的工艺。煤矸石为该工艺的主要燃料,为烧结提供部分热量。但其品质较低,环境危害大,所以需要寻找一种更加环保的材料作为内燃烧结热源。本论文所用原材料为建筑废料、粉煤灰、
学位
石化行业重油催化裂化(FCC)过程中烟气脱硫产生的废水中,因含有高浓度亚硫酸盐和硫酸盐难以实现COD浓度的达标排放。为此本论文依据某石化企业FCC再生烟气脱硫废水的基本特性,采用曝气氧化法和电化学催化氧化方法,系统的开展了脱硫废水高浓度COD的降解实验研究,并采用蒸发结晶和冷却结晶的方法,开展了脱硫废水中有价硫元素的回收实验研究。主要研究结论如下:(1)曝气氧化法实验研究发现,曝气气体的种类对FC
学位
化粪池是我国农村地区目前最主要的污水处理构筑物,主要通过厌氧发酵和静置分离的原理处理污水,其技术相对简单的同时也存在处理性能低下的问题。因此开展化粪池污水污染物的原位减量研究具有重要的现实意义。本文以实际化粪池内采集的污水作为实验对象,采用过氧化钙作为增氧剂以及化学修复药剂,通过响应面法优化了过氧化钙的合成工艺;研究了不同投加量的过氧化钙对化粪池污水的处理效果,分析了净化机理并确定了最佳的过氧化钙
学位
“双碳”目标是国家重大战略,而中央空调系统作为社会用能中较大的部分,也肩负着节能减排的重任,避免空调系统机电设备由于故障而产生的能源浪费甚至设备损耗显得尤为重要。本文以空调系统主要机电设备作为研究对象,提出了基于CUSUM的空调系统运行数据分析与机电设备运行状态诊断的方法,并采用模拟数据与实验数据进行了验证。本文的研究内容及取得的学术成果如下:(1)获取了某地铁站空调系统的实际运行数据及其模拟数据
学位
上世纪90年代初,档案服务行业在国内开始发展,至今已在30余年的时间里取得了较为显著的成就。随着我国国民经济水平的进一步发展和公众档案意识的逐步提高,不难预见,将来档案外包服务的需求会进一步扩大,并推动档案服务行业走向时代发展的前列。在此时代背景下,档案外包服务公司应具有前瞻性战略意识,通过制定业务发展战略的方式来应对时代的考验。本文研究对象为Z公司档案服务业务发展战略研究,主要研究内容共有六个章
学位
意图识别(Intention Detecting,ID)算法是人机对话系统中的关键技术,也是自然语言理解(Natural Language Understanding,NLU)的热门研究方向。由于中文语义的复杂性,很多时候用户意图很难区分,在日常对话场景下,错误理解用户意图会导致用户需求得不到满足,致使用户体验下降。因此,意图识别算法的研究具有重要的学术价值和现实意义。意图识别问题的本质是短文本分
学位
生物滞留池作为一种控制雨水径流污染的低影响开发技术,能够有效降解雨水径流中的污染物并且调控径流量,而目前我国对于应用在未来社区的生物滞留池的设计参数以及水文水质效应缺乏相关研究。本文设计构建了不同填料配比和填料厚度的生物滞留池,探究不同降雨强度和污染物浓度对雨水径流污染控制效果影响以及污染物去除机理。主要研究内容和结论如下:(1)测定了各生物滞留池的渗透系数,并探究不同降雨强度对生物滞留池水文效应
学位
含油污泥作为石油化工行业生产过程中产生的危险废物,因其组成部分中包含大量石油烃、有机物、化学药剂等会对生态环境造成严重破坏的物质,亟需得到处理与处置。本文以荆门炼油厂的罐底油泥为研究处理对象,通过实验得到油泥的基本理化特性和热反应后相关产物的数据,结合理论计算与Comsol软件模拟功能,最终设计出一套等离子体干化热解一体化方案,实现含油污泥的减量化、无害化、资源化。首先通过对荆门炼油厂罐底油泥进行
学位
近些年国家对于生态环境保护高度重视,点源污染在大力整治下逐渐得到了有效控制,而非点源污染问题日益突出,引起了社会广泛关注。本文选择浰河流域作为研究区域,以2017~2020年的相关监测数据为基础,通过SWAT模型对流域非点源磷污染的时空分布特征进行模拟,在识别的关键源区进行最佳管理措施效果评估,并以此为依据结合实际调研制定流域污染治理策略,同时制备一种新型除磷吸附剂作为互补措施,以期缓解流域紧急的
学位
银行保险起源于20世纪80年代,早期兴起是在欧洲地区。国际上银保市场发展属于非常成熟的阶段。随着国内金融市场的全球化,我国银保的市场发展也有20多年的时间。经过多年的发展,现在银保渠道已经和个人代理渠道,团体保险渠道齐头并进,属于保险行业的三驾马车之一。但是随着近几年监管机构的政策变化,以及经济结构的调整,银行保险正在经历行业洗牌,因此处于转型过程中。目前国内的保险合作模式主要是以兼业代理的模式,
学位