面向光相干成像的宮頸癌智能篩查技術及應用研究
發(fā)布時間:2021-01-12 09:40
深度學習作為人工智能的一個研究方向,在計算機視覺上取得了巨大的成功,尤其在圖像分類任務上。許多醫(yī)學和計算機的研究者正在探索新的領域——用深度學習輔助診斷人類疾病。宮頸癌是最常見的女性疾病之一,現(xiàn)有的宮頸癌篩查技術存在著不同的缺陷,導致在許多貧困地區(qū)女性無法得到及時的治療。光學相干層析掃描技術(Optical Coherence Tomography,OCT)已被廣泛應用于醫(yī)學成像,它能夠得到組織的縱切圖像,能提供高分辨率的細胞級別的特征,并且能在原位快速獲取2D/3D圖像。這些優(yōu)勢使其具有成為一種新的宮頸篩查和檢測技術的潛能。利用OCT提供的特征豐富的圖像,結合深度學習強大的圖像分析能力,本文主要研究一種新的宮頸疾病智能篩查技術以彌補現(xiàn)有技術的不足之處,并基于WinForm C++以及GPU CUDA并行程序技術,實現(xiàn)了圖像采集處理系統(tǒng)以控制相關硬件設備對樣品掃描成像,主要工作如下:(1)本文利用卷積神經網絡訓練圖像的視覺特征提取器,將得到的圖像特征序列與文本特征序列相結合,用于訓練傳統(tǒng)的支持向量機模型,完成相應的分類任務。針對收集的來自中國92名女性的497個3D OCM(Optic...
【文章來源】:武漢大學湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:56 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖3.1圖像數(shù)據示例,分別有五個類別所對應圖像,其中展示了兩種表現(xiàn)不同的癌癥,如圖所示??3.2.3.數(shù)據分類依據??
圖3.2多模態(tài)分類器的整體結構??為了獲得給定三維OCM圖像j在分類標準中定義的五個細粒度類別的概率分布??(如圖3.3?3-D圖像預測概率推導所示),我們使用以下等式計算概率:??/5(y=;)?=?^。剩保ǎ椋剑罚?(3-1)??Algorithm?1:?majority?principle?for?Iuferriug?probabilin?for?3D??OCM?images???Iuput:?probs??Output:?probSD??1.?Create?empty?diet?pi,ob_3D:??2.?For?each?item?e?probs?do??3.?vng_id=?item.key'?I/?ID?for?3D?image??4.?prob_air=?iteuiA?alue?//contains?prob?for?each?2D?image?of??5.?predjabel?=?argmax(/;7??6.?tmp_prob?=?[0]?*?5??7.?for?label?iii?[0.?1.?2.?3.?5]:??8.?Tmp?_^7〇Z?[label]?=pjed_IabeI.co\mt(Iaber)/len(predJabel)??9.?prob_3D[mig_id\?=?Tmp?_prob[labeT\??10.?End?For??11.?End???probs:?probability?diet
使用數(shù)據集一致。??使用每個OCM成像位置的組織活檢診斷作為基礎事實,為每個研宄者以及機器診??斷計算診斷準確性,敏感性,特異性。圖4.3?(a,b)顯示了三名研究者的混淆矩陣。??同時還計算了每個統(tǒng)計參數(shù)的95%水平的置信區(qū)間(CI)。另外還計算了三名研究者之??間的觀察者間一致性(k值)。??3.5.本章小結??本章主要從問題定義,數(shù)據的收集及處理,本文所采用的分類模型和特征可視化,??實驗設定幾個方面介紹了本文的工作。這里,提出了本文擬解決的三個主要問題,即??分類模型的結構、特征識別和數(shù)據不均衡問題。數(shù)據收集部分主要介紹了數(shù)據量、數(shù)??據的標記和預處理等方面;方法上介紹了本文設計的多模態(tài)分類器,能利用來源不同??的特征訓練支持向量機分類模型;同時,還描述了本文所用到的顯著性特征圖和引導??性逆卷積方法。在實驗設計部分,主要介紹了本文實驗結果的評價指標、實驗的開發(fā)??環(huán)境、驗證實驗的設計規(guī)則,以及與人盲測對比的實驗設計。??19??
本文編號:2972621
【文章來源】:武漢大學湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:56 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖3.1圖像數(shù)據示例,分別有五個類別所對應圖像,其中展示了兩種表現(xiàn)不同的癌癥,如圖所示??3.2.3.數(shù)據分類依據??
圖3.2多模態(tài)分類器的整體結構??為了獲得給定三維OCM圖像j在分類標準中定義的五個細粒度類別的概率分布??(如圖3.3?3-D圖像預測概率推導所示),我們使用以下等式計算概率:??/5(y=;)?=?^。剩保ǎ椋剑罚?(3-1)??Algorithm?1:?majority?principle?for?Iuferriug?probabilin?for?3D??OCM?images???Iuput:?probs??Output:?probSD??1.?Create?empty?diet?pi,ob_3D:??2.?For?each?item?e?probs?do??3.?vng_id=?item.key'?I/?ID?for?3D?image??4.?prob_air=?iteuiA?alue?//contains?prob?for?each?2D?image?of??5.?predjabel?=?argmax(/;7??6.?tmp_prob?=?[0]?*?5??7.?for?label?iii?[0.?1.?2.?3.?5]:??8.?Tmp?_^7〇Z?[label]?=pjed_IabeI.co\mt(Iaber)/len(predJabel)??9.?prob_3D[mig_id\?=?Tmp?_prob[labeT\??10.?End?For??11.?End???probs:?probability?diet
使用數(shù)據集一致。??使用每個OCM成像位置的組織活檢診斷作為基礎事實,為每個研宄者以及機器診??斷計算診斷準確性,敏感性,特異性。圖4.3?(a,b)顯示了三名研究者的混淆矩陣。??同時還計算了每個統(tǒng)計參數(shù)的95%水平的置信區(qū)間(CI)。另外還計算了三名研究者之??間的觀察者間一致性(k值)。??3.5.本章小結??本章主要從問題定義,數(shù)據的收集及處理,本文所采用的分類模型和特征可視化,??實驗設定幾個方面介紹了本文的工作。這里,提出了本文擬解決的三個主要問題,即??分類模型的結構、特征識別和數(shù)據不均衡問題。數(shù)據收集部分主要介紹了數(shù)據量、數(shù)??據的標記和預處理等方面;方法上介紹了本文設計的多模態(tài)分類器,能利用來源不同??的特征訓練支持向量機分類模型;同時,還描述了本文所用到的顯著性特征圖和引導??性逆卷積方法。在實驗設計部分,主要介紹了本文實驗結果的評價指標、實驗的開發(fā)??環(huán)境、驗證實驗的設計規(guī)則,以及與人盲測對比的實驗設計。??19??
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