[發(fā)明專利]一種基于深度學(xué)習(xí)的膽石病智能診斷APP

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811554740.4
• 申請日: 2018-12-19
• 公開（公告）號: CN109712705A
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王珣;王碩;孟凡;丁桐
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油大學(xué)（華東）
• 主分類號: G16H50/20
• 分類號: G16H50/20;G16H30/40;G06T7/00;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于深度學(xué)習(xí)的膽石病智能診斷APP，其特征在于：包括分析組件、服務(wù)器組件以及智能診斷組件；

分析組件，主要是用于處理患者用戶的膽石病CT醫(yī)療圖像數(shù)據(jù)，將采集到的數(shù)據(jù)進行旋轉(zhuǎn)、放縮以及平移等數(shù)據(jù)增強操作，進而進行圖像灰度值的預(yù)處理，使一定灰度范圍內(nèi)的像素數(shù)量大致相同，實現(xiàn)圖像對比度的增強；

智能診斷組件，主要用于對經(jīng)過預(yù)處理的膽石病CT醫(yī)療圖像進行標(biāo)記與識別，使用基于深度學(xué)習(xí)的膽石病智能診斷算法，分析病情并將以電子版醫(yī)療報告形式的診斷結(jié)果反饋給患者用戶，同時將數(shù)據(jù)與診斷結(jié)果通過互聯(lián)網(wǎng)或者移動網(wǎng)絡(luò)傳輸至云端服務(wù)器；

服務(wù)器組件，主要用于膽石病CT醫(yī)療圖像數(shù)據(jù)以及診斷結(jié)果的存儲，對信息進行整理與分析，建立用戶膽石病數(shù)據(jù)庫，以提供給相關(guān)機構(gòu)和指定醫(yī)院作為患者用戶的膽石病臨床病史作為參考。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于深度學(xué)習(xí)的膽石病智能診斷APP，其特征在于，基于深度學(xué)習(xí)的膽石病智能診斷算法包括訓(xùn)練階段、診斷階段以及數(shù)據(jù)擴充階段三個階段，通過卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對膽石病醫(yī)療圖像數(shù)據(jù)庫中的CT醫(yī)療圖像自動提取特征和智能診斷，通過和專業(yè)醫(yī)生標(biāo)記的膽石病標(biāo)簽進行比較，不斷迭代訓(xùn)練模型從而提高識別準(zhǔn)確率，最終學(xué)習(xí)到一個用于診斷的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，將這個訓(xùn)練好的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型用于對患者用戶新上傳的膽石病CT醫(yī)療圖像數(shù)據(jù)進行診斷，繼而得到新的診斷結(jié)果并反饋給患者用戶，患者用戶新上傳的膽石病CT醫(yī)療圖像數(shù)據(jù)和膽石病智能診斷APP的診斷結(jié)果由專業(yè)醫(yī)生進行分析確診后，可以作為膽石病醫(yī)療圖像數(shù)據(jù)庫的擴充數(shù)據(jù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于深度學(xué)習(xí)的膽石病智能診斷APP，其特征在于，膽石病智能診斷算法的訓(xùn)練階段具體包括：

1)利用基于深度學(xué)習(xí)的數(shù)據(jù)增強算法對膽石病醫(yī)療圖像數(shù)據(jù)庫中的CT醫(yī)療圖像進行旋轉(zhuǎn)、放縮以及平移等操作，進行圖像灰度值的預(yù)處理，實現(xiàn)圖像對比度的增強；

2)利用基于深度學(xué)習(xí)的膽石病標(biāo)記算法將上一步預(yù)處理過的膽石病CT醫(yī)療圖像的病灶區(qū)域進行標(biāo)記；

3)將包含標(biāo)記區(qū)域的膽石病CT醫(yī)療圖像數(shù)據(jù)輸入到一個多通道的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行訓(xùn)練，不斷迭代訓(xùn)練并對參數(shù)進行調(diào)優(yōu)，最終學(xué)習(xí)到一個可以識別膽石病的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于深度學(xué)習(xí)的膽石病智能診斷APP，其特征在于，膽石病智能輔助診斷算法的診斷步驟具體包括：

1)利用基于深度學(xué)習(xí)的數(shù)據(jù)增強算法對患者用戶新上傳的膽石病CT醫(yī)療圖像進行旋轉(zhuǎn)、放縮以及平移等處理，進行圖像灰度值的預(yù)處理，實現(xiàn)圖像對比度的增強；

3)利用基于深度學(xué)習(xí)的膽石病標(biāo)記算法將上一步預(yù)處理過的膽石病CT醫(yī)療圖像的病灶區(qū)域進行標(biāo)記；

4)將包含標(biāo)記區(qū)域的膽石病CT醫(yī)療圖像數(shù)據(jù)輸入已經(jīng)訓(xùn)練好的多通道卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型中，識別得到膽石病CT醫(yī)療圖像的診斷結(jié)果。

5.根據(jù)權(quán)利要求3和4所述的基于深度學(xué)習(xí)的膽石病智能診斷APP，其特征在于，膽石病智能診斷算法中的多通道卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)包括數(shù)據(jù)預(yù)處理階段、局部卷積階段和全局卷積階段，所述數(shù)據(jù)預(yù)處理階段包括對膽石病CT醫(yī)療圖像的旋轉(zhuǎn)、放縮以及平移等數(shù)據(jù)增強操作；局部卷積階段包括一維的卷積和池化等操作，對膽石病CT醫(yī)療圖像的對比度增強處理和膽石病CT醫(yī)療圖像的病灶區(qū)域的標(biāo)記操作；全局卷積階段包含多維的卷積與池化操作，對包含標(biāo)記區(qū)域的膽石病CT醫(yī)療圖像進行特征提取，然后在傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)末層的全連接層進行最后的識別處理。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于深度學(xué)習(xí)的膽石病智能診斷APP，其特征在于，包括以下步驟：

1)首先通過醫(yī)院內(nèi)部的CT掃描儀采集到用戶的膽石病CT醫(yī)療圖像作為系統(tǒng)進行智能診斷的數(shù)據(jù)源，利用基于深度學(xué)習(xí)的數(shù)據(jù)分析算法對數(shù)據(jù)進行旋轉(zhuǎn)、放縮以及平移等數(shù)據(jù)增強操作，然后進行圖像對比度增強的預(yù)處理，最后對經(jīng)過預(yù)處理的膽石病CT醫(yī)療圖像進行病灶區(qū)域的標(biāo)記；

2)將經(jīng)過分析組件處理之后膽石病CT醫(yī)療圖像數(shù)據(jù)傳輸給智能診斷組件，利用已經(jīng)訓(xùn)練好的多通道卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行識別，最終生成診斷結(jié)果并反饋給用戶，同時處理之后的膽石病CT醫(yī)療圖像數(shù)據(jù)和診斷結(jié)果通過互聯(lián)網(wǎng)或移動網(wǎng)絡(luò)傳輸至服務(wù)器；

3)服務(wù)器將接收到的數(shù)據(jù)進行整理與分析，建立用戶膽石病數(shù)據(jù)庫，保存用戶的膽石病CT醫(yī)療圖像數(shù)據(jù)和診斷記錄，以提供給相關(guān)機構(gòu)和指定醫(yī)院作為患者用戶的膽石病臨床病史作為參考。