基于深度學(xué)習(xí)的醫(yī)學(xué)影像分割技術(shù)研究
發(fā)布時間:2022-01-04 21:29
隨著醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的發(fā)展和進步,醫(yī)生開始大量利用醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù),完成對人體組織或病灶的分割提取、三維重建、分類識別等,逐步形成了一套醫(yī)學(xué)計算機輔助診斷系統(tǒng),從而大大提高了醫(yī)療診斷的準確性和可靠性。超聲、CT、MRI是現(xiàn)有醫(yī)學(xué)影像技術(shù)領(lǐng)域最常見的成像技術(shù)。利用這些圖像成像技術(shù),醫(yī)生可以快速判斷患者的病情并給出相應(yīng)的治療措施與方法,為患者病情的治療提供快捷而有效的幫助。與CT和MRI不同的是,超聲技術(shù)后期成像技術(shù)簡單,成像速度快,數(shù)據(jù)性延遲低,穿透性好,可以進行實時成像,且由于其儀器輻射量微小、超聲檢查價格低廉等優(yōu)勢被廣泛應(yīng)用于甲狀腺、產(chǎn)前診斷等醫(yī)學(xué)檢查中。所以,對超聲圖像進行分割提取作為輔助診斷系統(tǒng)中的關(guān)鍵一步,占有非常重要的地位。同時,隨著計算能力的提高和數(shù)據(jù)量的增加,深度學(xué)習(xí)在醫(yī)學(xué)影像分割領(lǐng)域取得了顯著進展,通過多層網(wǎng)絡(luò)對局部特征和高層抽象特征的自動學(xué)習(xí),優(yōu)于傳統(tǒng)的人工提取和預(yù)測。因此,本論文將結(jié)合超聲圖像和深度學(xué)習(xí)的優(yōu)勢,研究基于深度學(xué)習(xí)的超聲圖像分割技術(shù),具體如下:1、設(shè)計超聲圖像預(yù)處理方法。數(shù)據(jù)準備方面:在醫(yī)生的指導(dǎo)下,根據(jù)需要分割的組織或病灶區(qū)域,制定了基于控制變量的超聲圖像采集...
【文章來源】:電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:83 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
創(chuàng)新點示意圖
第二章醫(yī)學(xué)圖像處理技術(shù)基礎(chǔ)7第二章醫(yī)學(xué)圖像處理技術(shù)基礎(chǔ)隨著時代的發(fā)展與科技的進步,各式技術(shù)層出不窮,醫(yī)療手段也隨著不斷豐富,而人類的生活質(zhì)量也隨之不斷提高。自從超聲技術(shù)問世之后,這一技術(shù)馬上就成為醫(yī)生了解人體內(nèi)部組織情況的首選手段之一,借助這一方式醫(yī)生可以不用開刀就能夠了解許多患者內(nèi)部的信息,從而更好地為后期治療與康復(fù)提供信息。本章介紹醫(yī)學(xué)圖像處理技術(shù)的相關(guān)理論,對超聲圖像相關(guān)概念、傳統(tǒng)的分割方法、基于深度學(xué)習(xí)的分割方法、評價指標等這些在本文研究中需要用到的理論進行說明。2.1超聲圖像概述超聲技術(shù)作為一種泛用性高、方便快捷、技術(shù)成熟的醫(yī)學(xué)輔助診斷技術(shù)被廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)診斷的各個領(lǐng)域,醫(yī)生利用超聲檢查獲取相應(yīng)的超聲圖像(如下圖2-1所示)完成了許多觸診所不能完成的診斷與治療,幫助病人完成預(yù)防、治療乃至于康復(fù)等一系列過程。除此之外,利用超聲技術(shù)采集得到的超聲圖像由于其數(shù)字化、信息化等特點與圖像處理、人工智能等學(xué)科形成交叉并快速發(fā)展,逐漸成為當下最熱門的研究領(lǐng)域之一。圖2-1超聲圖像2.1.1超聲技術(shù)原理及分類超聲檢查一般指利用頻率在1MHZ~幾十MHZ的聲波完成對人體內(nèi)部組織及器官的檢查形式。利用超聲檢查可以通過無創(chuàng)的形式完成相關(guān)的醫(yī)學(xué)檢查,合適用于各種特殊場合進行檢查。超聲技術(shù)利用相關(guān)儀器產(chǎn)生一定頻率的超聲波,并將超聲波在人體內(nèi)經(jīng)過組
第二章醫(yī)學(xué)圖像處理技術(shù)基礎(chǔ)92.1.3超聲圖像在醫(yī)學(xué)診斷中的應(yīng)用2.1.3.1甲狀腺甲狀腺癌與甲狀腺結(jié)節(jié)作為一種常見的多發(fā)病一直困擾著大量的病患,影響了人們的正常生活與工作。醫(yī)生對患者進行觸診檢查,甲狀腺結(jié)節(jié)的檢出率為3%~7%,而借助超聲檢測則可以將甲狀腺結(jié)節(jié)的檢出率提高至20%~76%[21]。近些年來,隨著醫(yī)療手段的進步,通過非手術(shù)的形式來治療甲狀腺結(jié)節(jié)的比例在不斷提高,但是與此同時我國的甲狀腺癌的發(fā)病率呈上升態(tài)勢[22]。在甲狀腺結(jié)節(jié)的患病群體當中約有5%~15%為惡性甲狀腺結(jié)節(jié)即甲狀腺癌,而甲狀腺癌則是最常見的內(nèi)分泌系統(tǒng)惡性腫瘤[23],其治療過程繁瑣,對患者的生存質(zhì)量影響大,且需要大量的資金來完成后續(xù)的治療與康復(fù)過程,可以說甲狀腺結(jié)節(jié)的良惡性判斷在整個過程當中顯得尤為重要。而在診斷甲狀腺結(jié)節(jié)的良惡性方面,超聲檢查明顯要優(yōu)于CT和MRI這兩種常見的檢查方式[24]。如下圖2-2所示,顯示了一個典型的甲狀腺腫瘤的超聲圖像。圖2-2惡性甲狀腺結(jié)節(jié)2.1.3.2產(chǎn)前診斷近年來,在產(chǎn)前診斷項目中,胎兒腎臟異常問題尤為突出,如下圖2-3所示的胎兒異位腎等,嚴重的將導(dǎo)致死胎。所以利用超聲技術(shù)進行產(chǎn)前診斷非常重要,能夠了解胎兒的發(fā)育情況、身體有無先天病等。如果是可醫(yī)治病,就進行相應(yīng)的治療方法;如果是不可醫(yī)治病,能夠知曉且進一步采取相應(yīng)的措施[25]。圖2-3胎兒異位腎
【參考文獻】:
期刊論文
[1]產(chǎn)前超聲診斷胎兒異位腎的臨床分析[J]. 張煜,李明星. 四川醫(yī)學(xué). 2014(01)
[2]基于邊緣檢測與分裂合并的圖像分割算法[J]. 林敏,陳建新,陳哲亮. 電子技術(shù)應(yīng)用. 2011(07)
[3]自適應(yīng)區(qū)域生長算法在醫(yī)學(xué)圖像分割中的應(yīng)用[J]. 陸劍鋒,林海,潘志庚. 計算機輔助設(shè)計與圖形學(xué)學(xué)報. 2005(10)
[4]甲狀腺結(jié)節(jié)和分化型甲狀腺癌診治指南[J]. 中華核醫(yī)學(xué)與分子影像雜志. 2013 (02)
博士論文
[1]醫(yī)學(xué)圖像分割方法研究及其應(yīng)用[D]. 鄭倩.南方醫(yī)科大學(xué) 2014
[2]水平集方法及其在圖像分割中的應(yīng)用研究[D]. 王曉峰.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2009
碩士論文
[1]基于Snake模型的醫(yī)學(xué)圖像分割技術(shù)[D]. 倪雅櫻.南京航空航天大學(xué) 2008
本文編號:3569087
【文章來源】:電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:83 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
創(chuàng)新點示意圖
第二章醫(yī)學(xué)圖像處理技術(shù)基礎(chǔ)7第二章醫(yī)學(xué)圖像處理技術(shù)基礎(chǔ)隨著時代的發(fā)展與科技的進步,各式技術(shù)層出不窮,醫(yī)療手段也隨著不斷豐富,而人類的生活質(zhì)量也隨之不斷提高。自從超聲技術(shù)問世之后,這一技術(shù)馬上就成為醫(yī)生了解人體內(nèi)部組織情況的首選手段之一,借助這一方式醫(yī)生可以不用開刀就能夠了解許多患者內(nèi)部的信息,從而更好地為后期治療與康復(fù)提供信息。本章介紹醫(yī)學(xué)圖像處理技術(shù)的相關(guān)理論,對超聲圖像相關(guān)概念、傳統(tǒng)的分割方法、基于深度學(xué)習(xí)的分割方法、評價指標等這些在本文研究中需要用到的理論進行說明。2.1超聲圖像概述超聲技術(shù)作為一種泛用性高、方便快捷、技術(shù)成熟的醫(yī)學(xué)輔助診斷技術(shù)被廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)診斷的各個領(lǐng)域,醫(yī)生利用超聲檢查獲取相應(yīng)的超聲圖像(如下圖2-1所示)完成了許多觸診所不能完成的診斷與治療,幫助病人完成預(yù)防、治療乃至于康復(fù)等一系列過程。除此之外,利用超聲技術(shù)采集得到的超聲圖像由于其數(shù)字化、信息化等特點與圖像處理、人工智能等學(xué)科形成交叉并快速發(fā)展,逐漸成為當下最熱門的研究領(lǐng)域之一。圖2-1超聲圖像2.1.1超聲技術(shù)原理及分類超聲檢查一般指利用頻率在1MHZ~幾十MHZ的聲波完成對人體內(nèi)部組織及器官的檢查形式。利用超聲檢查可以通過無創(chuàng)的形式完成相關(guān)的醫(yī)學(xué)檢查,合適用于各種特殊場合進行檢查。超聲技術(shù)利用相關(guān)儀器產(chǎn)生一定頻率的超聲波,并將超聲波在人體內(nèi)經(jīng)過組
第二章醫(yī)學(xué)圖像處理技術(shù)基礎(chǔ)92.1.3超聲圖像在醫(yī)學(xué)診斷中的應(yīng)用2.1.3.1甲狀腺甲狀腺癌與甲狀腺結(jié)節(jié)作為一種常見的多發(fā)病一直困擾著大量的病患,影響了人們的正常生活與工作。醫(yī)生對患者進行觸診檢查,甲狀腺結(jié)節(jié)的檢出率為3%~7%,而借助超聲檢測則可以將甲狀腺結(jié)節(jié)的檢出率提高至20%~76%[21]。近些年來,隨著醫(yī)療手段的進步,通過非手術(shù)的形式來治療甲狀腺結(jié)節(jié)的比例在不斷提高,但是與此同時我國的甲狀腺癌的發(fā)病率呈上升態(tài)勢[22]。在甲狀腺結(jié)節(jié)的患病群體當中約有5%~15%為惡性甲狀腺結(jié)節(jié)即甲狀腺癌,而甲狀腺癌則是最常見的內(nèi)分泌系統(tǒng)惡性腫瘤[23],其治療過程繁瑣,對患者的生存質(zhì)量影響大,且需要大量的資金來完成后續(xù)的治療與康復(fù)過程,可以說甲狀腺結(jié)節(jié)的良惡性判斷在整個過程當中顯得尤為重要。而在診斷甲狀腺結(jié)節(jié)的良惡性方面,超聲檢查明顯要優(yōu)于CT和MRI這兩種常見的檢查方式[24]。如下圖2-2所示,顯示了一個典型的甲狀腺腫瘤的超聲圖像。圖2-2惡性甲狀腺結(jié)節(jié)2.1.3.2產(chǎn)前診斷近年來,在產(chǎn)前診斷項目中,胎兒腎臟異常問題尤為突出,如下圖2-3所示的胎兒異位腎等,嚴重的將導(dǎo)致死胎。所以利用超聲技術(shù)進行產(chǎn)前診斷非常重要,能夠了解胎兒的發(fā)育情況、身體有無先天病等。如果是可醫(yī)治病,就進行相應(yīng)的治療方法;如果是不可醫(yī)治病,能夠知曉且進一步采取相應(yīng)的措施[25]。圖2-3胎兒異位腎
【參考文獻】:
期刊論文
[1]產(chǎn)前超聲診斷胎兒異位腎的臨床分析[J]. 張煜,李明星. 四川醫(yī)學(xué). 2014(01)
[2]基于邊緣檢測與分裂合并的圖像分割算法[J]. 林敏,陳建新,陳哲亮. 電子技術(shù)應(yīng)用. 2011(07)
[3]自適應(yīng)區(qū)域生長算法在醫(yī)學(xué)圖像分割中的應(yīng)用[J]. 陸劍鋒,林海,潘志庚. 計算機輔助設(shè)計與圖形學(xué)學(xué)報. 2005(10)
[4]甲狀腺結(jié)節(jié)和分化型甲狀腺癌診治指南[J]. 中華核醫(yī)學(xué)與分子影像雜志. 2013 (02)
博士論文
[1]醫(yī)學(xué)圖像分割方法研究及其應(yīng)用[D]. 鄭倩.南方醫(yī)科大學(xué) 2014
[2]水平集方法及其在圖像分割中的應(yīng)用研究[D]. 王曉峰.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2009
碩士論文
[1]基于Snake模型的醫(yī)學(xué)圖像分割技術(shù)[D]. 倪雅櫻.南京航空航天大學(xué) 2008
本文編號:3569087
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