深度学习在脑肿瘤图像识别中的应用研究

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脑肿瘤是威胁人类生命安全的常见肿瘤之一。传统的脑肿瘤诊断方式是医生根据病人身体的不良症状以及眼底的并发症进行判断。随着医学技术的发展,现阶段对脑肿瘤的诊断方式变为了由医生根据病人的脑部MRI图像进行判断,但这种方式随着医生日常增多的工作量以及各个医生临床经验的不同,误诊、漏诊的情况在长期的临床诊断中时有发生。计算机辅助诊断系统(CAD)可以准确识别图像,协助医生进行日常阅片工作,缓解工作压力,提高诊断准确率。目前国内专门针对脑肿瘤具体病症检测的计算机辅助诊断系统以及相关研究还比较少。本文提出一种基于改进Inception模块的Inception-CNN模型,针对常见的三种主要脑肿瘤病症进行识别和分类,通过测试证明其准确率达到了可以辅助医生进行诊断决策的标准。本文所做工作具体如下:1.对Kaggle脑肿瘤MRI数据集进行筛选和处理,针对数据集类别不均衡的问题,通过不同的图像增强方法对其进行数据扩充并比较几种数据增强方法的效果,选用效果最好的方式来扩充、平衡所使用的数据集。2.针对人工识别脑肿瘤病症存在的误诊漏诊的情况,构建了基于改进Inception模块的Inception-CNN模型,在Kaggle脑肿瘤MRI数据集上进行识别和分类的工作,通过实验证明该模型能够更加准确有效的完成脑肿瘤MRI图像的识别分类任务,其临床应用效果可以达到辅助医生进行日常诊断的标准。3.针对测试数据集所存在的未标注病灶区的问题,在初始Inception-CNN模型中引入注意力机制,以此来克服由于病灶区未标注而给模型准确率带来的影响。通过在Kaggle脑肿瘤MRI数据集上进行测试,证明注意力模块的加入,对模型的各项性能指标均有所提升。通过在CE-MRI数据集上进行测试,证明加入注意力模块后的Inception-CNN模型能够以更高的准确率完成该数据集的识别分类任务。
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