目的:腎臟連續(xù)組織切片中的微細結(jié)構(gòu)檢測對于基礎(chǔ)腎臟學(xué)的研究具有重要意義,隨著深度學(xué)習(xí)與計算機輔助技術(shù)的發(fā)展,通過計算機視覺中的目標(biāo)檢測算法實現(xiàn)腎臟微細結(jié)構(gòu)的識別并進行腎小球發(fā)育時期的分類,可以為腎臟的發(fā)生發(fā)育和腎小球的發(fā)生發(fā)育形態(tài)學(xué)研究提供手段。研究方法:本研究選取了三個小鼠腎臟發(fā)育時期的連續(xù)切片圖像,包括胚齡14天,胚齡17天和出生后5天,總計265張圖像,標(biāo)記了18098個腎小球作為研究的數(shù)據(jù)集。通過數(shù)據(jù)增強方法緩解腎小球發(fā)生發(fā)育過程中四個時期的數(shù)據(jù)分布不均衡情況。為解決腎臟組織切片圖像中腎小球的識別任務(wù),本實驗采用基于Faster R-CNN的深度學(xué)習(xí)目標(biāo)識別算法,利用ResNet-50-FPN網(wǎng)絡(luò)作為基礎(chǔ)特征提取器,實現(xiàn)三個不同發(fā)育時期的小鼠腎臟中腎小球的檢測及不同腎小球發(fā)育時期的分類。為了提高二維切片中腎小球檢測模型的性能,本研究提出了互補候選框算法,根據(jù)二維序列式圖像的特點,建立虛擬三維目標(biāo)空間,利用三維離散目標(biāo)的識別結(jié)果對二維連續(xù)圖像目標(biāo)的識別結(jié)果進行修正。結(jié)果:本研究對多個數(shù)據(jù)集進行訓(xùn)練和測試,包括原始數(shù)據(jù)集及其三個腎臟發(fā)育時期的數(shù)據(jù)子集和數(shù)據(jù)增強后數(shù)據(jù)集及其三個腎臟發(fā)... 

【文章來源】：中國醫(yī)科大學(xué)遼寧省

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

腎臟切片圖像

中國醫(yī)科大學(xué)碩士學(xué)位論文6號狀的腎小體結(jié)構(gòu)，因此稱為逗號小體；S小體是在腎小囊一側(cè)的第二個裂隙出現(xiàn)后形成的；隨著毛細血管的不斷增加，腎小體逐漸呈現(xiàn)卵圓狀，足細胞整齊排列，即進入毛細血管袢期；足突不斷增多，腎小囊的腔體擴大，形成成熟期腎小體結(jié)構(gòu)[21,22]。圖2.3不同時期的大鼠腎小體結(jié)構(gòu)圖，第一組為光鏡下大鼠腎小體經(jīng)H-E染色，40x下示意圖。第二組為電鏡下經(jīng)電子染色的大鼠腎小體示意圖，標(biāo)尺示5μm。從左到右（即從A-D）分別代表腎小球四個不同的發(fā)育時期[21]。2.2.2ImageJ軟件的標(biāo)記方法本實驗中腎小球的標(biāo)簽制作工作利用ImageJ軟件完成，由兩名來自中國醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)實驗室經(jīng)驗豐富的腎臟學(xué)研究人員進行指導(dǎo)。ImageJ軟件基于Java語言實現(xiàn)對圖像的處理和分析工作。該軟件完全免費，易于操作且功能龐大，包含有多種濾波器、二值化處理、FFT變換、直方圖分析、圖像測量與變換和三維可視化等。因此本實驗利用其對三組腎臟連續(xù)切片上腎小球的標(biāo)簽進行手工標(biāo)記，得到的標(biāo)簽信息用xml文件進行保存。ImageJ的操作窗口如下圖2.4所示。圖2.4ImageJ軟件的操作窗

中國醫(yī)科大學(xué)碩士學(xué)位論文6號狀的腎小體結(jié)構(gòu)，因此稱為逗號小體；S小體是在腎小囊一側(cè)的第二個裂隙出現(xiàn)后形成的；隨著毛細血管的不斷增加，腎小體逐漸呈現(xiàn)卵圓狀，足細胞整齊排列，即進入毛細血管袢期；足突不斷增多，腎小囊的腔體擴大，形成成熟期腎小體結(jié)構(gòu)[21,22]。圖2.3不同時期的大鼠腎小體結(jié)構(gòu)圖，第一組為光鏡下大鼠腎小體經(jīng)H-E染色，40x下示意圖。第二組為電鏡下經(jīng)電子染色的大鼠腎小體示意圖，標(biāo)尺示5μm。從左到右（即從A-D）分別代表腎小球四個不同的發(fā)育時期[21]。2.2.2ImageJ軟件的標(biāo)記方法本實驗中腎小球的標(biāo)簽制作工作利用ImageJ軟件完成，由兩名來自中國醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)實驗室經(jīng)驗豐富的腎臟學(xué)研究人員進行指導(dǎo)。ImageJ軟件基于Java語言實現(xiàn)對圖像的處理和分析工作。該軟件完全免費，易于操作且功能龐大，包含有多種濾波器、二值化處理、FFT變換、直方圖分析、圖像測量與變換和三維可視化等。因此本實驗利用其對三組腎臟連續(xù)切片上腎小球的標(biāo)簽進行手工標(biāo)記，得到的標(biāo)簽信息用xml文件進行保存。ImageJ的操作窗口如下圖2.4所示。圖2.4ImageJ軟件的操作窗

【參考文獻】：
期刊論文
[1]大鼠腎小體發(fā)生發(fā)育的形態(tài)學(xué)變化[J]. 宋小峰,張振興,郭敏.  解剖學(xué)雜志. 2008(01)
[2]腎臟的發(fā)育[J]. 白海濤,易著文.  國外醫(yī)學(xué)(泌尿系統(tǒng)分冊). 2004(S1)
[3]小鼠腎小體的生長曲線[J]. 王靈均,郭敏.  解剖學(xué)雜志. 2003(05)



本文編號：3445601