[發(fā)明專(zhuān)利]實(shí)現(xiàn)持續(xù)深度學(xué)習(xí)模型實(shí)時(shí)監(jiān)管的優(yōu)選集成系統(tǒng)及方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210496285.7
• 申請(qǐng)日: 2022-05-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114822820A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-07-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李建;金林原;張艷芬;張敏;李洪新;王靜超;廖杰科
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 廣州易睿智影科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G16H50/20
• 分類(lèi)號(hào): G16H50/20;G06F16/532;G06F16/55;G06K9/62
• 代理公司: 廣州金鵬律師事務(wù)所 44529
• 代理人: 周藝

1.實(shí)現(xiàn)持續(xù)深度學(xué)習(xí)模型實(shí)時(shí)監(jiān)管的優(yōu)選集成系統(tǒng)，包括持續(xù)學(xué)習(xí)子系統(tǒng)(1)和超聲PACS子系統(tǒng)(2)，其特征在于：所述持續(xù)學(xué)習(xí)子系統(tǒng)(1)包括數(shù)據(jù)處理模塊(11)、優(yōu)選模型生成模塊(12)、診斷模塊(13)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊(14)，超聲PACS子系統(tǒng)(2)數(shù)據(jù)連接有數(shù)據(jù)處理模塊(11)，數(shù)據(jù)處理模塊(11)數(shù)據(jù)連接有優(yōu)選模型生成模塊(12)、診斷模塊(13)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊(14)，且優(yōu)選模型生成模塊(12)和診斷模塊(13)均與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊(14)建立數(shù)據(jù)連接，診斷模塊(13)與超聲PACS子系統(tǒng)(2)建立數(shù)據(jù)連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)持續(xù)深度學(xué)習(xí)模型實(shí)時(shí)監(jiān)管的優(yōu)選集成系統(tǒng)，其特征在于：所述數(shù)據(jù)處理模塊(11)包括圖像分類(lèi)子模塊(110)和數(shù)據(jù)集構(gòu)建子模塊(111)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)持續(xù)深度學(xué)習(xí)模型實(shí)時(shí)監(jiān)管的優(yōu)選集成系統(tǒng)，其特征在于：所述優(yōu)選模型生成模塊(12)包括模型訓(xùn)練子模塊(120)和模型測(cè)試子模塊(121)，且模型訓(xùn)練子模塊(120)與模型測(cè)試子模塊(121)建立數(shù)據(jù)連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)持續(xù)深度學(xué)習(xí)模型實(shí)時(shí)監(jiān)管的優(yōu)選集成系統(tǒng)，其特征在于：所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊(14)包括腫塊良惡性數(shù)據(jù)庫(kù)(140)、病理類(lèi)型數(shù)據(jù)庫(kù)(141)、病理疾病數(shù)據(jù)庫(kù)(142)和優(yōu)選模型數(shù)據(jù)庫(kù)(143)，且腫塊良惡性數(shù)據(jù)庫(kù)(140)、病理類(lèi)型數(shù)據(jù)庫(kù)(141)和病理疾病數(shù)據(jù)庫(kù)(142)均與數(shù)據(jù)處理模塊(11)建立數(shù)據(jù)連接，優(yōu)選模型數(shù)據(jù)庫(kù)(143)與優(yōu)選模型生成模塊(12)和診斷模塊(13)建立數(shù)據(jù)連接。

5.實(shí)現(xiàn)持續(xù)深度學(xué)習(xí)模型實(shí)時(shí)監(jiān)管的優(yōu)選集成系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，包括步驟一，數(shù)據(jù)集構(gòu)建；步驟二，算法優(yōu)選；步驟三，系統(tǒng)開(kāi)發(fā)；步驟四，系統(tǒng)應(yīng)用；其特征在于：

其中上述步驟一中，數(shù)據(jù)集構(gòu)建包括以下步驟：

1)構(gòu)建實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)集：選取499例有病理結(jié)果的超聲乳腺病例用于訓(xùn)練，收集乳腺超聲良性腫塊圖像965幅，惡性圖像腫塊965幅，分別隨機(jī)選取800幅用于訓(xùn)練，165幅用于測(cè)試，構(gòu)建實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)集(Experimental data set，EDS)；

2)構(gòu)建腫塊良惡性診斷測(cè)試數(shù)據(jù)集：選取130例病例作為測(cè)試數(shù)據(jù)集(Test data set，TDS)，在用于測(cè)試的病例中選取良性腫塊圖像200幅和惡性腫塊圖像200幅，用于構(gòu)建腫塊良惡性診斷測(cè)試數(shù)據(jù)集(Benign and malignant diagnostic test data set，BMTDS)；

3)構(gòu)建病理類(lèi)型診斷測(cè)試數(shù)據(jù)集：根據(jù)病理診斷結(jié)果的病理類(lèi)型，選取浸潤(rùn)性非特殊癌200幅圖像作為正類(lèi)，其它病理類(lèi)型圖像中隨機(jī)選200幅圖像作為負(fù)類(lèi)，構(gòu)建病理類(lèi)型診斷測(cè)試數(shù)據(jù)集(Pathological type diagnostic test data set，PTTDS)；

4)構(gòu)建病理疾病診斷測(cè)試數(shù)據(jù)集：根據(jù)病理疾病診斷結(jié)果，選取乳腺浸潤(rùn)性導(dǎo)管癌200幅圖像作為正類(lèi)，在其它病理疾病圖像中隨機(jī)選200幅圖像作為負(fù)類(lèi)，構(gòu)建病理疾病診斷測(cè)試數(shù)據(jù)集(Pathological disease diagnosis test data set，PDTDS)；

其中上述步驟二中，算法優(yōu)選包括以下步驟：

1)選擇較優(yōu)的算法：選取目前比較常用的算法13個(gè)分別開(kāi)發(fā)診斷模型，通過(guò)上述步驟一中所獲取的EDS訓(xùn)練模型并用BMTDS對(duì)模型進(jìn)行測(cè)試，獲取診斷模型的AUC值(Area underthe curve)，比較模型的診斷性能，從中選擇5種診斷性能較優(yōu)的算法；

2)選擇最優(yōu)的算法：對(duì)5種算法進(jìn)行了相互比較，分別用5種算法構(gòu)建模型，采用BMTDS、PTTDS、PDTDS對(duì)腫塊良惡性診斷、病理類(lèi)型及病理疾病診斷性能進(jìn)行測(cè)試和比較，在這5種算法中，選擇AUC值最高的算法作為系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)算法；

其中上述步驟三中，基于上述步驟一中所構(gòu)建的數(shù)據(jù)集和步驟二中所獲取的最優(yōu)的算法，利用python開(kāi)發(fā)持續(xù)學(xué)習(xí)子系統(tǒng)(1)，并將其與超聲PACS子系統(tǒng)(2)進(jìn)行集成；

其中上述步驟四中，系統(tǒng)應(yīng)用包括以下步驟：

1)數(shù)據(jù)輸入：醫(yī)師通過(guò)超聲PACS子系統(tǒng)(2)提供數(shù)據(jù)和圖像給數(shù)據(jù)處理模塊(11)，當(dāng)圖像為有病理結(jié)果的圖像時(shí)，進(jìn)入步驟2)，當(dāng)圖像為沒(méi)有病理結(jié)果的圖像時(shí)，進(jìn)入步驟3)；

2)持續(xù)學(xué)習(xí)：當(dāng)數(shù)據(jù)處理模塊(11)接收到有病理結(jié)果的圖像時(shí)，自動(dòng)對(duì)圖像進(jìn)行分類(lèi)和構(gòu)建數(shù)據(jù)集，分別構(gòu)建腫塊良惡性數(shù)據(jù)集(Benign and malignant set，BMS)、病理類(lèi)型數(shù)據(jù)集(Pathological type set，PTS)和病理疾病數(shù)據(jù)集(Pathological disease set，PDS)；當(dāng)良性與惡性圖像達(dá)到預(yù)設(shè)數(shù)量時(shí)，優(yōu)選模型生成模塊(12)自動(dòng)啟動(dòng)，進(jìn)行模型訓(xùn)練與測(cè)試，通過(guò)步驟2)中構(gòu)建的BMS、PTS和PDS分別訓(xùn)練出3組模型，每組模型完成訓(xùn)練后，保存該組模型中最后的8個(gè)模型進(jìn)行測(cè)試，自動(dòng)選擇AUC值最高的模型作為該組模型中的最優(yōu)模型，當(dāng)3種模型都訓(xùn)練完成后，模型測(cè)試子模塊(121)分別采用3種最優(yōu)模型對(duì)TDS進(jìn)行綜合測(cè)試并輸出結(jié)果；

3)自動(dòng)診斷：當(dāng)數(shù)據(jù)處理模塊(11)接收到?jīng)]有病理結(jié)果的圖像時(shí)，數(shù)據(jù)處理模塊(11)把圖像傳給診斷模塊(13)，診斷模塊(13)首先采用BM_OM對(duì)腫塊圖像進(jìn)行良惡性診斷，除獲得良惡性診斷結(jié)果外，選擇惡性概率最高的圖像，通過(guò)PT_OM進(jìn)行病理類(lèi)型診斷，通過(guò)PD_OM進(jìn)行病理疾病診斷，完成診斷后返回結(jié)果給超聲PACS子系統(tǒng)(2)。