基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)無損判別類風(fēng)濕性滑膜炎的研究
發(fā)布時(shí)間:2021-03-05 02:01
目的由于類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎(Rheumatoid Arthritis,RA)主要對(duì)小關(guān)節(jié)造成損傷,尤其以掌指關(guān)節(jié)(Metacarpophalangeal Joint,MCP)明顯。本研究以RA的關(guān)節(jié)滑膜病變?cè)\療及預(yù)后評(píng)估這一重大臨床需求為切入點(diǎn),對(duì)所獲取的基于超聲US-7標(biāo)準(zhǔn)的MCP超聲灰階數(shù)據(jù),利用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Convolutional Neural Network,CNN)對(duì)其進(jìn)行挖掘、處理以及分析。目的是建立一個(gè)能對(duì)滑膜病變無損自動(dòng)識(shí)別的模型。資料與方法收集2017年8月至2018年12月在深圳市人民醫(yī)院確診為RA患者的MCP超聲圖片。本研究使用的超聲診斷儀為Mindray Resona7、所用的探頭為11-3M線陣探頭。隨機(jī)選取整體數(shù)據(jù)的80%、20%分別作為訓(xùn)練集和測(cè)試集。深度學(xué)習(xí)模型選用谷歌發(fā)布的VGG-16模型。在對(duì)MCP灰階超聲圖片感興趣區(qū)自動(dòng)抓取后,按照預(yù)定的計(jì)劃,把80%的數(shù)據(jù)輸入模型中進(jìn)行特征提取及學(xué)習(xí)。用剩余20%的數(shù)據(jù)對(duì)已經(jīng)學(xué)習(xí)完畢的模型進(jìn)行測(cè)試。把正常的圖片記為0,異常的圖片被記為1。通過人工統(tǒng)計(jì)數(shù)目繪制成四格表數(shù)據(jù),計(jì)算模型對(duì)測(cè)試集數(shù)據(jù)的敏感度(Sensit...
【文章來源】:暨南大學(xué)廣東省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:40 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
10年全球疾病負(fù)擔(dān)報(bào)告
暨南大學(xué)2019屆碩士論文基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)無損判別類風(fēng)濕性滑膜炎的研究21、1987年美國風(fēng)濕病聯(lián)盟診斷標(biāo)準(zhǔn):晨僵≥1小時(shí)、3個(gè)及3個(gè)以上關(guān)節(jié)受累、受累關(guān)節(jié)的炎癥時(shí)間>6周、對(duì)稱性關(guān)節(jié)炎、類風(fēng)濕因子陽性、類風(fēng)濕結(jié)節(jié)及雙手X線片改變七條診斷標(biāo)準(zhǔn),達(dá)到4條及以上,即可確診;2、2010年歐洲抗風(fēng)濕病聯(lián)盟(EULAR)診治標(biāo)準(zhǔn):根據(jù)關(guān)節(jié)部位、數(shù)量和血清學(xué)標(biāo)準(zhǔn)打分,總分超過6分,即可確診。具體評(píng)分細(xì)則,如表1所示。關(guān)節(jié)受累得分(0-5分)血清學(xué)(至少1條)得分(0-5分)1個(gè)大關(guān)節(jié)0RF和ACPA均陰性02-10個(gè)大關(guān)節(jié)1RF或/和ACPA低滴度陽性21-3個(gè)小關(guān)節(jié)2RF或/和ACPA高滴度陽性(超過正常值3倍以上)34-10個(gè)小關(guān)節(jié)3大于10個(gè)小關(guān)節(jié)5急性時(shí)相反應(yīng)物(至少1條)得分(0-1分)癥狀持續(xù)時(shí)間得分(0-1分)CRP或ESR均正常0小于6周0CRP或ESR增高1大于等于6周1表1.評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)上述臨床診斷RA的指標(biāo)屬于有創(chuàng)檢查,不便于及時(shí)評(píng)估,結(jié)合前期基礎(chǔ)我們擬結(jié)合深度學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)無創(chuàng)評(píng)估RA滑膜病變。隨后,類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎和結(jié)締組織病預(yù)后評(píng)估組織(OMERACT)提出炎性關(guān)節(jié)病超聲共識(shí),明確規(guī)定7關(guān)節(jié)超聲評(píng)分(7-jointultrasoundscore,US-7,如圖2),從滑膜炎癥、滑膜血流、關(guān)節(jié)滲出、骨侵蝕4方面進(jìn)行4級(jí)評(píng)分,綜合判斷疾病嚴(yán)重程度及療效。圖2.7關(guān)節(jié)超聲評(píng)分示意圖基于超聲的7關(guān)節(jié)評(píng)分具體內(nèi)容如下:1)滑膜增生評(píng)分,超聲表現(xiàn)為關(guān)節(jié)腔內(nèi)異常低回聲組織,不可移動(dòng),難以
暨南大學(xué)2019屆碩士論文基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)無損判別類風(fēng)濕性滑膜炎的研究3壓縮,增生滑膜回聲低于骨骼及其淺方軟組織。如果正常,則判定為0分無滑膜增生,如果有滑膜增生,則分三種情況:增生的滑膜不超過骨面最高點(diǎn)連線,判定為1分(圖3綠色部分);增生的滑膜超過最高點(diǎn)連線,但不超過骨干,判定為2分(圖3黃色部分),增生的滑膜延伸超過一側(cè)骨干,則判定為3分(圖3紅色部分)。圖3.滑膜增生2)滑膜血流分級(jí),利用能量多普勒進(jìn)行探測(cè),可顯示增生滑膜血流信號(hào),把增生滑膜的面積定為Area1,出現(xiàn)血流信號(hào)的面積之和定為Area2,得到Area2/Area1面積百分比。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)未出現(xiàn)血流,評(píng)為0分,如果出現(xiàn)單一血流,評(píng)為1分(如圖4A);Area2/Area1面積百分比≤50%,評(píng)為2分(如圖4B);Area2/Area1面積百分比>50%,評(píng)為3分。圖4.滑膜血流3)關(guān)節(jié)腔積液分級(jí),超聲表現(xiàn)為關(guān)節(jié)腔內(nèi)異常低-無回聲,可移動(dòng),可壓縮,無血流信號(hào)。關(guān)節(jié)腔內(nèi)無積液,評(píng)為0分;關(guān)節(jié)腔內(nèi)有微量積液,評(píng)為1分(如圖5A);關(guān)節(jié)腔內(nèi)中量積液,評(píng)為2分(不伴有關(guān)節(jié)囊分離,如圖5B);關(guān)節(jié)腔內(nèi)多量積液,評(píng)為3分(伴有關(guān)節(jié)囊分離,如圖5C)。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的小細(xì)胞型肺癌輔助檢測(cè)方法[J]. 李學(xué)滄,賈識(shí)楨. 中國數(shù)字醫(yī)學(xué). 2013 (10)
[2]基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的木材缺陷識(shí)別[J]. 徐姍姍,劉應(yīng)安,徐昇. 山東大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2013(02)
[3]深度學(xué)習(xí)研究綜述[J]. 孫志軍,薛磊,許陽明,王正. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究. 2012(08)
碩士論文
[1]隨機(jī)森林和卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在神經(jīng)細(xì)胞圖像分割中的應(yīng)用研究[D]. 曹貴寶.山東大學(xué) 2014
本文編號(hào):3064368
【文章來源】:暨南大學(xué)廣東省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:40 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
10年全球疾病負(fù)擔(dān)報(bào)告
暨南大學(xué)2019屆碩士論文基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)無損判別類風(fēng)濕性滑膜炎的研究21、1987年美國風(fēng)濕病聯(lián)盟診斷標(biāo)準(zhǔn):晨僵≥1小時(shí)、3個(gè)及3個(gè)以上關(guān)節(jié)受累、受累關(guān)節(jié)的炎癥時(shí)間>6周、對(duì)稱性關(guān)節(jié)炎、類風(fēng)濕因子陽性、類風(fēng)濕結(jié)節(jié)及雙手X線片改變七條診斷標(biāo)準(zhǔn),達(dá)到4條及以上,即可確診;2、2010年歐洲抗風(fēng)濕病聯(lián)盟(EULAR)診治標(biāo)準(zhǔn):根據(jù)關(guān)節(jié)部位、數(shù)量和血清學(xué)標(biāo)準(zhǔn)打分,總分超過6分,即可確診。具體評(píng)分細(xì)則,如表1所示。關(guān)節(jié)受累得分(0-5分)血清學(xué)(至少1條)得分(0-5分)1個(gè)大關(guān)節(jié)0RF和ACPA均陰性02-10個(gè)大關(guān)節(jié)1RF或/和ACPA低滴度陽性21-3個(gè)小關(guān)節(jié)2RF或/和ACPA高滴度陽性(超過正常值3倍以上)34-10個(gè)小關(guān)節(jié)3大于10個(gè)小關(guān)節(jié)5急性時(shí)相反應(yīng)物(至少1條)得分(0-1分)癥狀持續(xù)時(shí)間得分(0-1分)CRP或ESR均正常0小于6周0CRP或ESR增高1大于等于6周1表1.評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)上述臨床診斷RA的指標(biāo)屬于有創(chuàng)檢查,不便于及時(shí)評(píng)估,結(jié)合前期基礎(chǔ)我們擬結(jié)合深度學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)無創(chuàng)評(píng)估RA滑膜病變。隨后,類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎和結(jié)締組織病預(yù)后評(píng)估組織(OMERACT)提出炎性關(guān)節(jié)病超聲共識(shí),明確規(guī)定7關(guān)節(jié)超聲評(píng)分(7-jointultrasoundscore,US-7,如圖2),從滑膜炎癥、滑膜血流、關(guān)節(jié)滲出、骨侵蝕4方面進(jìn)行4級(jí)評(píng)分,綜合判斷疾病嚴(yán)重程度及療效。圖2.7關(guān)節(jié)超聲評(píng)分示意圖基于超聲的7關(guān)節(jié)評(píng)分具體內(nèi)容如下:1)滑膜增生評(píng)分,超聲表現(xiàn)為關(guān)節(jié)腔內(nèi)異常低回聲組織,不可移動(dòng),難以
暨南大學(xué)2019屆碩士論文基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)無損判別類風(fēng)濕性滑膜炎的研究3壓縮,增生滑膜回聲低于骨骼及其淺方軟組織。如果正常,則判定為0分無滑膜增生,如果有滑膜增生,則分三種情況:增生的滑膜不超過骨面最高點(diǎn)連線,判定為1分(圖3綠色部分);增生的滑膜超過最高點(diǎn)連線,但不超過骨干,判定為2分(圖3黃色部分),增生的滑膜延伸超過一側(cè)骨干,則判定為3分(圖3紅色部分)。圖3.滑膜增生2)滑膜血流分級(jí),利用能量多普勒進(jìn)行探測(cè),可顯示增生滑膜血流信號(hào),把增生滑膜的面積定為Area1,出現(xiàn)血流信號(hào)的面積之和定為Area2,得到Area2/Area1面積百分比。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)未出現(xiàn)血流,評(píng)為0分,如果出現(xiàn)單一血流,評(píng)為1分(如圖4A);Area2/Area1面積百分比≤50%,評(píng)為2分(如圖4B);Area2/Area1面積百分比>50%,評(píng)為3分。圖4.滑膜血流3)關(guān)節(jié)腔積液分級(jí),超聲表現(xiàn)為關(guān)節(jié)腔內(nèi)異常低-無回聲,可移動(dòng),可壓縮,無血流信號(hào)。關(guān)節(jié)腔內(nèi)無積液,評(píng)為0分;關(guān)節(jié)腔內(nèi)有微量積液,評(píng)為1分(如圖5A);關(guān)節(jié)腔內(nèi)中量積液,評(píng)為2分(不伴有關(guān)節(jié)囊分離,如圖5B);關(guān)節(jié)腔內(nèi)多量積液,評(píng)為3分(伴有關(guān)節(jié)囊分離,如圖5C)。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的小細(xì)胞型肺癌輔助檢測(cè)方法[J]. 李學(xué)滄,賈識(shí)楨. 中國數(shù)字醫(yī)學(xué). 2013 (10)
[2]基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的木材缺陷識(shí)別[J]. 徐姍姍,劉應(yīng)安,徐昇. 山東大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2013(02)
[3]深度學(xué)習(xí)研究綜述[J]. 孫志軍,薛磊,許陽明,王正. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究. 2012(08)
碩士論文
[1]隨機(jī)森林和卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在神經(jīng)細(xì)胞圖像分割中的應(yīng)用研究[D]. 曹貴寶.山東大學(xué) 2014
本文編號(hào):3064368
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