[發(fā)明專利]利用機(jī)器訓(xùn)練的異常檢測的COPD分類

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010092805.9
• 申請日: 2020-02-14
• 公開（公告）號: CN111563523A
• 公開（公告）日: 2020-08-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐宙冰;S.查甘地;S.格比奇
• 申請（專利權(quán)）人: 西門子醫(yī)療有限公司
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62;G06K9/46;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 黃濤;劉春元

1.一種用于醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)中的慢性阻塞性肺部疾病（COPD）分類的方法，所述方法包括：

由醫(yī)學(xué)掃描儀掃描患者的肺，所述掃描提供表示患者的肺的多維區(qū)域的第一成像數(shù)據(jù)；

由圖像處理器將機(jī)器學(xué)習(xí)的生成網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于第一成像數(shù)據(jù)，所述機(jī)器學(xué)習(xí)的生成網(wǎng)絡(luò)被訓(xùn)練為輸出COPD分類；

根據(jù)來自所述機(jī)器學(xué)習(xí)的生成網(wǎng)絡(luò)的特征的值來生成激活映射，所述激活映射按照所述多維區(qū)域內(nèi)的位置表示COPD的級別；以及

在顯示器上輸出來自所述激活映射的圖像。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，掃描包括：利用作為計(jì)算機(jī)斷層攝影系統(tǒng)的醫(yī)學(xué)掃描儀進(jìn)行掃描，其中，所述多維區(qū)域包括三維區(qū)域，并且其中所述激活映射是三維映射。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，應(yīng)用包括：應(yīng)用所述機(jī)器學(xué)習(xí)的生成網(wǎng)絡(luò)作為圖像到圖像卷積深度學(xué)習(xí)的網(wǎng)絡(luò)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，應(yīng)用包括：應(yīng)用所述機(jī)器學(xué)習(xí)的生成網(wǎng)絡(luò)作為編碼器-解碼器卷積網(wǎng)絡(luò)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，應(yīng)用包括：應(yīng)用具有卷積層的所述機(jī)器學(xué)習(xí)的生成網(wǎng)絡(luò)，所述卷積層輸出第一多個(gè)空間特征到全局平均層，所述全局平均層向線性S形激活層輸出。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，生成所述激活映射包括：針對每個(gè)位置，所述第一多個(gè)空間特征中每一個(gè)空間特征的加權(quán)和，其中所述加權(quán)和的權(quán)重來自所述全局平均層。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，生成所述激活映射包括：基于來自所述機(jī)器學(xué)習(xí)的生成網(wǎng)絡(luò)的最后卷積層的特征的值進(jìn)行生成。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，應(yīng)用包括：應(yīng)用已經(jīng)利用基礎(chǔ)事實(shí)訓(xùn)練的所述機(jī)器學(xué)習(xí)的生成網(wǎng)絡(luò)，所述基礎(chǔ)事實(shí)針對第二成像數(shù)據(jù)的樣本的是否患有COPD的二元分類。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，應(yīng)用包括：應(yīng)用已經(jīng)利用來自于肺部功能測試中使用呼吸管的測量的基礎(chǔ)事實(shí)訓(xùn)練的所述機(jī)器學(xué)習(xí)的生成網(wǎng)絡(luò)。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，應(yīng)用包括：應(yīng)用已經(jīng)僅利用針對損失的二元分類訓(xùn)練的所述機(jī)器學(xué)習(xí)的生成網(wǎng)絡(luò)。

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，應(yīng)用包括：應(yīng)用已經(jīng)在沒有針對所述激活映射的任何損失的情況下訓(xùn)練的所述機(jī)器學(xué)習(xí)的生成網(wǎng)絡(luò)。

12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，輸出包括：作為所述激活映射的二維表示輸出所述圖像。

13.一種用于慢性阻塞性肺部疾病（COPD）分類的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

醫(yī)學(xué)掃描儀，被配置為掃描患者的肺，所述掃描產(chǎn)生表示患者的肺的圖像數(shù)據(jù)；

圖像處理器，被配置為利用包括編碼器和解碼器的機(jī)器學(xué)習(xí)的網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)圖像數(shù)據(jù)按照肺中的位置生成COPD級別的空間分布；以及

顯示器，被配置為根據(jù)COPD級別的空間分布顯示圖像。

14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中，所述醫(yī)學(xué)掃描儀包括計(jì)算機(jī)斷層攝影掃描儀，所述計(jì)算機(jī)斷層攝影掃描儀包括所述圖像處理器。

15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中，所述機(jī)器學(xué)習(xí)的網(wǎng)絡(luò)包括生成網(wǎng)絡(luò)，所述生成網(wǎng)絡(luò)被訓(xùn)練為輸出針對肺的COPD分類的值。

16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中，所述圖像處理器被配置為：當(dāng)所述機(jī)器學(xué)習(xí)的網(wǎng)絡(luò)在沒有針對所述空間分布的損失的情況下被訓(xùn)練時(shí)，基于所述解碼器的特征進(jìn)行生成。