[發(fā)明專利]一種基于深度學(xué)習(xí)和影像組學(xué)的泌尿結(jié)石檢測分類方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202010156643.0
• 申請日: 2020-03-09
• 公開（公告）號: CN111340130A
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 范兵;呂晨翀;李明智;張佳琦;胡陽
• 申請（專利權(quán)）人: 江西省人民醫(yī)院;北京醫(yī)準(zhǔn)智能科技有限公司
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62;G06K9/32;G06N3/04;G06N3/08
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• 代理人: 暫無信息

1.一種基于深度學(xué)習(xí)與影像組學(xué)的泌尿系結(jié)石檢測分類方法，其特征在于，包括以下步驟：

獲取常規(guī)CT圖像；

利用第一深度學(xué)習(xí)模型從所述CT圖像中自動(dòng)化地提取結(jié)石感興趣區(qū)域，確認(rèn)所述結(jié)石感興趣區(qū)域的結(jié)石是否存在，并對結(jié)石感興趣區(qū)域進(jìn)行初次粗略分類；

提取結(jié)石感興趣區(qū)域的影像組學(xué)特征；

利用第二深度學(xué)習(xí)模型和結(jié)石感興趣區(qū)域內(nèi)的結(jié)石周圍的影像組學(xué)特征對所檢出的結(jié)石感興趣區(qū)域進(jìn)行二次精細(xì)分類，得到最終的結(jié)石分類結(jié)果。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于深度學(xué)習(xí)與影像組學(xué)的泌尿系結(jié)石檢測分類方法，其特征在于：所述結(jié)石感興趣區(qū)域?yàn)镃T圖像的一個(gè)或多個(gè)區(qū)域。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于深度學(xué)習(xí)與影像組學(xué)的泌尿系結(jié)石檢測分類方法，其特征在于：第一深度學(xué)習(xí)模型至少包括Faster R-CNN模型，所述Faster R-CNN模型至少依次包括卷積預(yù)處理層、區(qū)域候選網(wǎng)絡(luò)(RPN)、結(jié)石感興趣區(qū)域池化層、第一分類層，其中，

所述卷積預(yù)處理層對常規(guī)CT圖像進(jìn)行縮放、剪裁、池化，并輸出常規(guī)CT圖像的特征圖譜；

所述區(qū)域候選網(wǎng)絡(luò)(RPN)用于生成和校正包含若干結(jié)石感興趣區(qū)域，并輸出各結(jié)石感興趣區(qū)域內(nèi)的結(jié)石是否存在信息；

所述結(jié)石感興趣區(qū)域池化層疊加所述特征圖譜和所述結(jié)石感興趣區(qū)域，生成若干帶有特征圖譜的結(jié)石感興趣區(qū)域，并將帶有特征圖譜的結(jié)石感興趣區(qū)域作池化處理，以使得帶有特征圖譜的各個(gè)結(jié)石感興趣區(qū)域具有相同輸出尺度；

所述第一分類層分別計(jì)算各個(gè)有特征圖譜的結(jié)石感興趣區(qū)域所屬類別，并將其進(jìn)行初次粗略分類。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于深度學(xué)習(xí)與影像組學(xué)的泌尿系結(jié)石檢測分類方法，其特征在于：卷積預(yù)處理層包括至少13個(gè)卷積微層、13個(gè)激活函數(shù)層、4個(gè)池化層。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于深度學(xué)習(xí)與影像組學(xué)的泌尿系結(jié)石檢測分類方法，其特征在于：所述區(qū)域候選網(wǎng)絡(luò)(RPN)被配置至少用于生成錨點(diǎn)、函數(shù)分類器選取正錨點(diǎn)、邊界框回歸修正正錨點(diǎn)、利用修正后的正錨點(diǎn)生成結(jié)石感興趣區(qū)域。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于深度學(xué)習(xí)與影像組學(xué)的泌尿系結(jié)石檢測分類方法，其特征在于：

所述生成錨點(diǎn)的步驟至少包括，根據(jù)實(shí)際CT圖像中結(jié)石大小，將錨點(diǎn)大小設(shè)置為第一錨點(diǎn)值×第二錨點(diǎn)值，

所述第一錨點(diǎn)值為6，10，16，22，32或64，

和，所述第二錨點(diǎn)值為6，10，16，22，32或64。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于深度學(xué)習(xí)與影像組學(xué)的泌尿系結(jié)石檢測分類方法，其特征在于：

所述函數(shù)分類器為softmax或sigmoid。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于深度學(xué)習(xí)與影像組學(xué)的泌尿系結(jié)石檢測分類方法，其特征在于：在結(jié)石檢測分類前，對第一深度學(xué)習(xí)模型和第二深度學(xué)習(xí)模型進(jìn)行訓(xùn)練，其中第一深度學(xué)習(xí)模型的訓(xùn)練至少包括區(qū)域候選網(wǎng)絡(luò)(RPN)的訓(xùn)練和第一分類層的訓(xùn)練，第二深度學(xué)習(xí)模型至少包括第二分類層的訓(xùn)練。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于深度學(xué)習(xí)與影像組學(xué)的泌尿系結(jié)石檢測分類方法，區(qū)域候選網(wǎng)絡(luò)(RPN)的訓(xùn)練用到的正錨點(diǎn)和負(fù)錨點(diǎn)的獲取方式為：如果一個(gè)錨點(diǎn)與標(biāo)準(zhǔn)真值的IoU＞第一樣本閾值，就認(rèn)定為正錨點(diǎn)，如果錨點(diǎn)與標(biāo)準(zhǔn)真值滿足0＜＝IoU＜第二樣本閾值，認(rèn)定為負(fù)錨點(diǎn)，如果錨點(diǎn)與標(biāo)準(zhǔn)真值的IoU滿足第二樣本閾值＜＝IoU＜第一樣本閾值之間，則不參與訓(xùn)練，所述標(biāo)準(zhǔn)真值來源于醫(yī)生對涉及到的CT影像標(biāo)記實(shí)際結(jié)石感興趣區(qū)域。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于深度學(xué)習(xí)與影像組學(xué)的泌尿系結(jié)石檢測分類方法，其特征在于：

所述第一樣本閾值為大于等于0.5，

和/或，所述第二樣本閾值為小于等于0.4。