基于3D卷积神经网络的CT肺部影像健康筛查

来源 :武汉大学 | 被引量 : 4次 | 上传用户:fcfy99
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
随着科技的进步,人工智能慢慢渗透到人们生活的各个方面。在医学领域,医生对疾病的诊断中越来越依赖影像数据,医学影像的智能化已经是一种不可避免的发展趋势。本文提出基于3D卷积神经网络的CT肺部影像健康筛查,实现CT肺部影像的健康患病自动分类,以减轻医生负担,减小误诊漏诊率。基于研究内容,本文首先回顾了深度学习在医学图像领域的研究现状,指出目前存在的问题。对比了基于传统的机器学习的计算机辅助治疗技术和基于深度学习的研究方法,指出深度学习在医学影像智能化方面的优势。针对2D卷积神经网络在CT序列影像分类任务中的局限性,提出了用3D卷积神经网络对CT肺部序列影像进行健康筛查。最后通过实验证实了 3D卷积神经网络在序列图像分类任务中的有效性。本文的研究工作主要有:1、对CT胸部影像的预处理,分析规定医学影像传输和存储的DICOM标准,DICOM文件格式及内容,指明本文研究需要读取的信息。用线性窗口显示技术将影像数据转换成JPG格式的图像文件,对涉及到的窗宽窗位的概念做了描述,根据实验说明窗宽窗位对图像亮度和对比度的影响。2、研究适合处理CT序列图像的卷积神经网络结构,了解卷积层和池化层的基本原理,网络的传播过程,包括前向传播、误差反向传播,和梯度下降算法。引入了能够提升网络训练效果和收敛速度的一些方法。基于Lasagne的深度学习框架,利用2D卷积网络训练CT肺部影像进行健康患病的分类实验,指出2D卷积网络用于CT肺部序列图像分类的局限性。3、研究影像数据的进一步处理和模型的改进,为了更好的利用CT序列影像相邻层面之间的信息,在2D卷积神经网络的基础上引入3D卷积神经网络,讨论了 2D和3D卷积网络的不同点,指出3D卷积核的优势。将迁移学习的理论应用到本实验中,利用肺窗、高衰减窗和低衰减窗三个窗位图像合成伪彩色图像,并将自然图像分类任务中的预训练参数初始化网络再用医学数据进行微调。通过实验证实了 3D卷积神将网络在CT胸部影像的健康筛查应用中的优越效果。本文的研究工作表明3D卷积神经网络在CT肺部序列影像分类任务中,相比于2D卷积神经网络有效果上的提升。另外,针对医学数据特别是精确的医学影像数据少的问题,用迁移学习的方法,利用自然图像分类任务中预训练好的模型初始化医学图像分类任务的网络模型,在一定程度上提高了分类效果。
其他文献
一千个读者就有一千个哈姆雷特,国内外评论者分别从现实主义、社会批判、话语结构、叙事风格等角度对老舍的《骆驼祥子》进行过评述。本论文则从成长小说这一视角切入,着重分
目的:罗哌卡因是一种新型酰胺类局麻药,目前罗哌卡因多用于外周神经阻滞和硬膜外腔阻滞麻醉,国外临床上应用于蛛网膜下腔阻滞,仅限于低溶度(0.5%)。研究表明1%罗哌卡因用于连续蛛网膜
在高中语文课堂上采用多媒体教学已经不是"新鲜事",多媒体技术与语文教学的有机整合能有效提高课堂教学效率,提高学生的语文综合素养,促进高中语文教学的改革和发展。然而自
本文重点探讨在西式糕点职业培训中开设美术课的重要性和必要性,课程设置合理性及美术课的专业特殊性,将美术知识与专业技能相互贯通,使美术教学在西式糕点专业中发挥其应有
有机二维单晶半导体p-n结(pn-2DCOS)因其单晶性质和出色的双极性电荷传输特点,在有机逻辑电路领域具有巨大的应用潜力.然而,在p-n结中获得高度有序的单晶结构异常困难,因此关于
在"中国制造2025"的背景下,技工学校利用机电一体化概念设计实验室(MCD模拟仿真实训室),实现机电一体化教学真正融合,满足制造业对新技术、新设备等综合性、应用性人才的需求
目的:探讨神经再生室内连续应用鼠神经生长因子对失神经肌肉及运动终板功能恢复的促进作用。方法:将24只SD大白鼠的双侧坐骨神经切除3mm形成缺损,用医用硅胶管套接形成神经再生
目的研究兔自体软骨细胞(Chondrocyte)复合自体“双相”骨基质明胶(Bone Matrix Gelatin,BMG)对膝关节软骨缺损的修复作用并与同种异体来源组织对比。方法1.取兔膝关节表面软骨
目的:研究磷脂酶C-γ1(phospholipase C-γ1,PLC-γ1)信号通路对过氧化氢(hydrogen peroxide,H2O2)诱导的PC12细胞凋亡状态的影响;探讨PLC-γ1信号通路在H2O2诱导的PC12细胞凋亡中的
急性胰腺炎(acute pancreatitis,AP)是我国最常见的急腹症之一,且其发病率有逐年升高的趋势。对其发病机制及治疗学的研究已成为当今国内、外重要的研究课题。随着先进的研究手段