[發(fā)明專利]一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的腦出血輔助診斷系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110826032.7
• 申請日: 2021-07-21
• 公開（公告）號: CN113576508A
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張佳樂;駱漢賓;譚毅華;閆培;鄭自鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學
• 主分類號: A61B6/03
• 分類號: A61B6/03;G06T7/136;G06T7/155;G06T7/00;G06N3/04;G06N3/08;G16H30/20;G16H50/20
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 尹麗媛;李智

本發(fā)明公開了一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的腦出血輔助診斷系統(tǒng)，屬于醫(yī)學圖像處理及分割技術(shù)領(lǐng)域，包括：獲取模塊，用于獲取多張原始的CT圖像，并標記出病灶區(qū)域；處理模塊，用于對所述多張原始的CT圖像進行圖像增強，得到訓練集；訓練模塊，用于利用所述訓練集對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行訓練；第一診斷模塊，用于獲取二次拍攝的CT圖像并進行預(yù)處理，并將處理后的圖像輸入訓練后的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，得到與輸入圖像尺寸一致的表示每個像素置信度的灰度圖；第二診斷模塊，用于對所述灰度圖依次進行閾值分割、形態(tài)學閉運算以及消除孔洞處理；并根據(jù)處理后的灰度圖實現(xiàn)腦出血病灶檢測以及出血量計算。如此，本發(fā)明能夠提高腦出血診療的效率和準確率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于醫(yī)學圖像處理及分割技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的腦出血輔助診斷系統(tǒng)。

背景技術(shù)

腦出血是指原發(fā)性非外傷性的腦實質(zhì)出血，也稱自發(fā)性腦出血，是急性腦血管病中病死率最高的疾病類型，占急性腦血管病的20％～30％。目前，急性腦血管相關(guān)的疾病已經(jīng)成為第三大致人死亡的疾病。腦出血出血量多少的判定可作為后續(xù)醫(yī)生所采取治療手段的重要參照。

目前，臨床上普遍采用X射線計算機斷層掃描(X-ray computed tomography,CT)作為腦出血主要篩查手段，具有操作便捷、經(jīng)濟且無創(chuàng)等優(yōu)點。但由于腦出血CT圖像中的出血區(qū)域容易與其他正常腦組織混淆，診斷醫(yī)生定性觀察及定量化分析時難度較大；同時，腦出血發(fā)病急，且進展迅速，發(fā)病后癥狀在數(shù)分鐘或數(shù)小時內(nèi)達到高峰。但由于病理診斷需要鏡下操作，肉眼觀察工作量大，CT報告一般需6-24小時后才能得出，等候時間過久，且查驗報告容易受病理醫(yī)生經(jīng)驗及疲勞狀態(tài)等影響。同時，部分偏遠地區(qū)受限于醫(yī)療資源分布，尤其缺乏經(jīng)驗豐富的醫(yī)生，難以快速明確CT診斷，易導致病人錯過最佳治療時機。

隨著機器學習技術(shù)的發(fā)展及其在醫(yī)學領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，在腦出血輔助診斷領(lǐng)域，基于機器學習方法建立腦出血CT及病理切片圖像輔助分析工具，可利用計算機強大的圖像處理及矩陣運算能力，提高圖像分析效率，減少醫(yī)生工作量，有助于在一定程度上緩解區(qū)域醫(yī)療資源不平衡。但出于保護病人隱私等考慮，CT裝置拍攝的CT圖像存儲于醫(yī)院內(nèi)部系統(tǒng)中，一般只支持打印成膠片，難以直接向外界程序開放數(shù)據(jù)接口，使得上述基于機器學習的輔助分析程序難以應(yīng)用于原始拍攝圖像。解決該問題的一種方式是對打印后的CT膠片進行二次拍攝并作為程序的輸入，但二次拍攝CT圖像的質(zhì)量受拍攝視角和光照條件的影響較大，使得常規(guī)輔助分析程序難以得到準確的腦出血診斷結(jié)果。因此針對二次拍攝CT圖像設(shè)計有效的腦出血輔助診斷系統(tǒng)，是當前有待解決的問題，且具有重要的實際應(yīng)用價值。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進需求，本發(fā)明提供了一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的腦出血輔助診斷系統(tǒng)，只需要利用手機拍攝患者CT圖像進行上傳，便可利用訓練好的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)完成出血病灶檢測、出血量計算等，從而幫助醫(yī)生確定患者腦出血情況，提高診斷效率。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的腦出血輔助診斷系統(tǒng)，包括以下模塊：

獲取模塊，用于獲取多張原始的CT圖像，并標記出病灶區(qū)域；

處理模塊，用于對所述多張原始的CT圖像進行圖像增強，得到訓練集；

訓練模塊，用于利用所述訓練集對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行訓練；

第一診斷模塊，用于獲取二次拍攝的CT圖像并進行預(yù)處理，并將處理后的圖像輸入訓練后的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，得到與輸入圖像尺寸一致的表示每個像素置信度的灰度圖；

第二診斷模塊，用于對所述灰度圖依次進行閾值分割、形態(tài)學閉運算以及消除孔洞處理；并根據(jù)處理后的灰度圖實現(xiàn)腦出血病灶檢測以及出血量計算。

進一步地，所述訓練模塊，還用于將多張相鄰圖像導入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入層，進行聯(lián)合訓練。