目的:骨關(guān)節(jié)炎是多病因、臨床表現(xiàn)及病理表現(xiàn)的異質(zhì)性疾病。本研究目的是結(jié)合深度學(xué)習(xí)算法,通過大量正常人及骨關(guān)節(jié)炎患者的膝關(guān)節(jié)磁共振圖像,實(shí)現(xiàn)膝關(guān)節(jié)軟骨的自動(dòng)分類和分割并評價(jià)其準(zhǔn)確性,建立膝關(guān)節(jié)大數(shù)據(jù)人工智能診斷軟件;利用數(shù)據(jù)處理的方法,在膝關(guān)節(jié)磁共振圖像的精確分割基礎(chǔ)上,計(jì)算正常國人不同年齡階段的軟骨厚度;進(jìn)一步利用大數(shù)據(jù)分析,建立正常中國人不同年齡階段（16-65歲）的膝關(guān)節(jié)軟骨曲線。材料與方法:本研究采用回顧性分析,共納入590例數(shù)據(jù)用于建立軟骨自動(dòng)分割和分類系統(tǒng),其中557例用于自動(dòng)分類訓(xùn)練,33例用于自動(dòng)分割（27例訓(xùn)練數(shù)據(jù),6例測試數(shù)據(jù)）,利用深度學(xué)習(xí)的方法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型--V型網(wǎng)絡(luò)和Inception網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行自動(dòng)分割和分類,分割結(jié)果用Dice相似系數(shù)評價(jià),分類結(jié)果用五折交叉驗(yàn)證,利用深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、單幅圖像超分辨率算法和極深網(wǎng)絡(luò)超分辨率算法將上述過程整合;另納入2365例正常人（16-65歲）膝關(guān)節(jié)磁共振數(shù)據(jù),通過圖像的分割、計(jì)算厚度、配準(zhǔn)和回歸,得到所有年齡、股骨表面所有位置的軟骨平均厚度。結(jié)果:膝關(guān)節(jié)股骨、脛骨和髕骨自動(dòng)分割DSC值依次為0.9856±0.0053、0.... 

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
縮略詞
第一章 緒論
    1.1 骨性關(guān)節(jié)炎的流行病學(xué)、國內(nèi)外研究進(jìn)展
    1.2 骨軟骨單元共同啟動(dòng)骨性關(guān)節(jié)炎的發(fā)病機(jī)制
    1.3 軟骨和軟骨下骨的相互交流(cross-talk)
    1.4 MRI顯示軟骨和軟骨下骨的優(yōu)勢
    1.5 大數(shù)據(jù)結(jié)合AI研究的優(yōu)勢
    1.6 研究目的
第二章 材料與方法
    2.1 研究設(shè)計(jì)
    2.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型
    2.3 數(shù)據(jù)集
        2.3.1 數(shù)據(jù)采集及納入標(biāo)準(zhǔn)
        2.3.2 數(shù)據(jù)排除標(biāo)準(zhǔn)
    2.4 掃描方法
        2.4.1 X線檢查
        2.4.2 MRI檢查
    2.5 數(shù)據(jù)標(biāo)注
    2.6 軟骨厚度測量方法
    2.7 放射科醫(yī)師評估
    2.8 軟骨自動(dòng)分割與軟骨損傷自動(dòng)分類系統(tǒng)
    2.9 數(shù)據(jù)的訓(xùn)練與評估
        2.9.1 分割系統(tǒng)
        2.9.2 分類標(biāo)注
    2.10 數(shù)據(jù)分析
    2.11 大數(shù)據(jù)存儲和訪問控制
    2.12 大數(shù)據(jù)質(zhì)量控制
    2.13 技術(shù)關(guān)鍵
        2.13.1 磁共振數(shù)據(jù)處理和分割
        2.13.2 基于軟骨(軟骨下骨)形態(tài)的相似樣本搜索
    2.14 大數(shù)據(jù)人工智能分析與軟件設(shè)計(jì)
    2.15 正常人軟骨曲線的基本實(shí)現(xiàn)流程
第三章 結(jié)果
    3.1 膝關(guān)節(jié)軟骨磁共振半定量評分的自動(dòng)分割與分類的準(zhǔn)確性評價(jià)
        3.1.1 自動(dòng)分割結(jié)果
        3.1.2 分類結(jié)果
    3.2 膝關(guān)節(jié)影像大數(shù)據(jù)人工智能診斷軟件
    3.3 股骨軟骨厚度實(shí)驗(yàn)結(jié)果及股骨軟骨曲線
第四章 結(jié)論
    4.1 結(jié)論一
    4.2 結(jié)論二
第五章 討論
    5.1 研究基礎(chǔ)
    5.2 研究意義
    5.3 研究優(yōu)勢
    5.4 局限性與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間已發(fā)表或錄用的論文


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]膝關(guān)節(jié)軟骨和軟骨下骨在早期骨關(guān)節(jié)炎定量研究成像的MRI和CT新技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 司莉萍,姚偉武.  診斷學(xué)理論與實(shí)踐. 2018(04)
[2]同步輻射顯微CT的人關(guān)節(jié)軟骨三維成像研究[J]. 劉成磊,郗艷,左后東,楊春明,姚偉武.  CT理論與應(yīng)用研究. 2015(06)
[3]兔膝關(guān)節(jié)軟骨退變的磁共振T2、T2*圖成像定量測定[J]. 趙海南,姚偉武,姜鈴霞,瞿楠,陸志華.  中國醫(yī)學(xué)計(jì)算機(jī)成像雜志. 2013(04)
[4]關(guān)節(jié)軟骨病理損害的早期評價(jià)方法:MRI和關(guān)節(jié)鏡圖像對照[J]. 陳群,馮陽.  中國臨床康復(fù). 2005(30)



本文編號：3715142