基于深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的CT影像肺結(jié)節(jié)檢測(cè)與診斷研究
發(fā)布時(shí)間:2021-01-23 08:19
肺癌是全球癌癥死亡的主要原因,嚴(yán)重危害著人類(lèi)的健康。肺結(jié)節(jié)是肺癌的早期表現(xiàn)形式,肺結(jié)節(jié)的早期發(fā)現(xiàn)對(duì)于提高患者生存率發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。計(jì)算機(jī)斷層掃描技術(shù)(Computed Tomography,CT)掃描速度快、圖像清晰度高、能夠捕捉到微小病變區(qū)域,應(yīng)用CT進(jìn)行肺癌診斷是一種有效的方法。為了提高肺癌診斷的準(zhǔn)確率,計(jì)算機(jī)輔助診斷(Computer Aided Diagnosis,CAD)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。但是肺結(jié)節(jié)大小不一,形狀各異,且其周?chē)芏嘞嗨频慕M織器官,導(dǎo)致現(xiàn)有的檢測(cè)算法易出現(xiàn)漏檢誤檢的問(wèn)題。目前深度網(wǎng)絡(luò)在肺結(jié)節(jié)診斷領(lǐng)域取得了優(yōu)異的成績(jī),針對(duì)以上問(wèn)題,本文利用深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)針對(duì)CT影像進(jìn)行肺結(jié)節(jié)檢測(cè)與診斷的算法研究和系統(tǒng)原型設(shè)計(jì),具體的工作如下:(1)針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)對(duì)肺結(jié)節(jié)的漏檢錯(cuò)檢率高的問(wèn)題,對(duì)Faster R-CNN進(jìn)行改進(jìn)并提出一種新的算法ADR-CNN,通過(guò)將Faster R-CNN的特征提取網(wǎng)絡(luò)替換為Inception-ResNet-V2網(wǎng)絡(luò),可以提取更有利于肺結(jié)節(jié)檢測(cè)的特征。針對(duì)肺結(jié)節(jié)尺寸較小的問(wèn)題修改了區(qū)域候選網(wǎng)絡(luò)(Region Proposal Network,RP...
【文章來(lái)源】:西北大學(xué)陜西省 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:77 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
人體肺部CT影像示例圖
圖 6 切割后的肺實(shí)質(zhì)圖像tional Neural Networks, CNN)在練數(shù)據(jù)做支撐,這是因?yàn)?CN止模型過(guò)擬合(Overfitting)。而據(jù)的缺乏,CNN 的訓(xùn)練數(shù)據(jù)工標(biāo)記,所以很難達(dá)到像 Im,我們對(duì)原始肺部 CT 影像做提到,他們使用的數(shù)據(jù)增廣方數(shù)據(jù)量[37]。而常規(guī)的數(shù)據(jù)增廣、隨機(jī)裁剪、平移拉伸以及旋 CT 切片,然后對(duì)每一張切片切片進(jìn)行 16 倍的擴(kuò)充。我們
第二章 基于改進(jìn)深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的肺結(jié)節(jié)檢測(cè)節(jié)被檢測(cè)為真結(jié)節(jié)。Faster R-CNN 網(wǎng)絡(luò)在肺結(jié)節(jié)檢測(cè)領(lǐng)域的效果并沒(méi)有達(dá)到人們期,因此我們對(duì) Faster R-CNN 網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行改進(jìn),將該網(wǎng)絡(luò)框架簡(jiǎn)稱(chēng)為 ADR-CNN ADR-CNN 進(jìn)行肺結(jié)節(jié)檢測(cè)的過(guò)程如圖 10 所示。具體的改進(jìn)如下:(1) Faster R-CNN 網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行肺結(jié)節(jié)檢測(cè)的效果不佳,我們分析其原因是 Fa-CNN 的特征提取網(wǎng)絡(luò)(VGG16)層數(shù)有限,特征學(xué)習(xí)能力不足。對(duì)于體積較小的,不能提取到足夠的特征進(jìn)行肺結(jié)節(jié)檢測(cè)。本文借鑒加深網(wǎng)絡(luò)層數(shù)的思想提出使深的CNN(Inception-ResNet-V2)[44]來(lái)替換Faster R-CNN原始的VGG 16作為特征網(wǎng)絡(luò)。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]圖像分割方法綜述研究[J]. 周莉莉,姜楓. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究. 2017(07)
[2]肺癌主要危險(xiǎn)因素的研究進(jìn)展[J]. 李媛秋,么鴻雁. 中國(guó)腫瘤. 2016(10)
[3]基于語(yǔ)義屬性的肺結(jié)節(jié)良惡性分類(lèi)[J]. 鞏萍,程玉虎,王雪松. 電子學(xué)報(bào). 2015(12)
[4]肺部結(jié)節(jié)的診斷與處理[J]. 李春,楊達(dá)偉. 上海醫(yī)藥. 2015(15)
[5]肺部小結(jié)節(jié)的診斷和治療近況[J]. 宋勇,姚艷雯. 中華肺部疾病雜志(電子版). 2012(04)
[6]90%的肺癌由吸煙引起[J]. 崔東明. 健康管理. 2010(05)
[7]圖像特征提取研究[J]. 翟俊海,趙文秀,王熙照. 河北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2009(01)
[8]計(jì)算機(jī)輔助診斷在肺結(jié)節(jié)中的應(yīng)用進(jìn)展[J]. 王曉華,馬大慶. 中華放射學(xué)雜志. 2006(04)
[9]電子計(jì)算機(jī)輔助診斷(CAD)的原理及臨床應(yīng)用[J]. 舒榮寶,王成林. 中國(guó)CT和MRI雜志. 2004(02)
碩士論文
[1]基于語(yǔ)義屬性分級(jí)的肺結(jié)節(jié)良惡性診斷研究[D]. 劉琰.西北大學(xué) 2018
[2]基于改進(jìn)Faster R-CNN的肺結(jié)節(jié)檢測(cè)[D]. 范偉康.鄭州大學(xué) 2018
[3]基于時(shí)間序列的孤立肺結(jié)節(jié)形態(tài)征象及良惡檢測(cè)[D]. 劉瀟.西北大學(xué) 2015
本文編號(hào):2994880
【文章來(lái)源】:西北大學(xué)陜西省 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:77 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
人體肺部CT影像示例圖
圖 6 切割后的肺實(shí)質(zhì)圖像tional Neural Networks, CNN)在練數(shù)據(jù)做支撐,這是因?yàn)?CN止模型過(guò)擬合(Overfitting)。而據(jù)的缺乏,CNN 的訓(xùn)練數(shù)據(jù)工標(biāo)記,所以很難達(dá)到像 Im,我們對(duì)原始肺部 CT 影像做提到,他們使用的數(shù)據(jù)增廣方數(shù)據(jù)量[37]。而常規(guī)的數(shù)據(jù)增廣、隨機(jī)裁剪、平移拉伸以及旋 CT 切片,然后對(duì)每一張切片切片進(jìn)行 16 倍的擴(kuò)充。我們
第二章 基于改進(jìn)深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的肺結(jié)節(jié)檢測(cè)節(jié)被檢測(cè)為真結(jié)節(jié)。Faster R-CNN 網(wǎng)絡(luò)在肺結(jié)節(jié)檢測(cè)領(lǐng)域的效果并沒(méi)有達(dá)到人們期,因此我們對(duì) Faster R-CNN 網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行改進(jìn),將該網(wǎng)絡(luò)框架簡(jiǎn)稱(chēng)為 ADR-CNN ADR-CNN 進(jìn)行肺結(jié)節(jié)檢測(cè)的過(guò)程如圖 10 所示。具體的改進(jìn)如下:(1) Faster R-CNN 網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行肺結(jié)節(jié)檢測(cè)的效果不佳,我們分析其原因是 Fa-CNN 的特征提取網(wǎng)絡(luò)(VGG16)層數(shù)有限,特征學(xué)習(xí)能力不足。對(duì)于體積較小的,不能提取到足夠的特征進(jìn)行肺結(jié)節(jié)檢測(cè)。本文借鑒加深網(wǎng)絡(luò)層數(shù)的思想提出使深的CNN(Inception-ResNet-V2)[44]來(lái)替換Faster R-CNN原始的VGG 16作為特征網(wǎng)絡(luò)。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]圖像分割方法綜述研究[J]. 周莉莉,姜楓. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究. 2017(07)
[2]肺癌主要危險(xiǎn)因素的研究進(jìn)展[J]. 李媛秋,么鴻雁. 中國(guó)腫瘤. 2016(10)
[3]基于語(yǔ)義屬性的肺結(jié)節(jié)良惡性分類(lèi)[J]. 鞏萍,程玉虎,王雪松. 電子學(xué)報(bào). 2015(12)
[4]肺部結(jié)節(jié)的診斷與處理[J]. 李春,楊達(dá)偉. 上海醫(yī)藥. 2015(15)
[5]肺部小結(jié)節(jié)的診斷和治療近況[J]. 宋勇,姚艷雯. 中華肺部疾病雜志(電子版). 2012(04)
[6]90%的肺癌由吸煙引起[J]. 崔東明. 健康管理. 2010(05)
[7]圖像特征提取研究[J]. 翟俊海,趙文秀,王熙照. 河北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2009(01)
[8]計(jì)算機(jī)輔助診斷在肺結(jié)節(jié)中的應(yīng)用進(jìn)展[J]. 王曉華,馬大慶. 中華放射學(xué)雜志. 2006(04)
[9]電子計(jì)算機(jī)輔助診斷(CAD)的原理及臨床應(yīng)用[J]. 舒榮寶,王成林. 中國(guó)CT和MRI雜志. 2004(02)
碩士論文
[1]基于語(yǔ)義屬性分級(jí)的肺結(jié)節(jié)良惡性診斷研究[D]. 劉琰.西北大學(xué) 2018
[2]基于改進(jìn)Faster R-CNN的肺結(jié)節(jié)檢測(cè)[D]. 范偉康.鄭州大學(xué) 2018
[3]基于時(shí)間序列的孤立肺結(jié)節(jié)形態(tài)征象及良惡檢測(cè)[D]. 劉瀟.西北大學(xué) 2015
本文編號(hào):2994880
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