[發(fā)明專利]一種基于三維精細(xì)化殘差網(wǎng)絡(luò)的腔隙性腦梗死識(shí)別系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211036544.4
• 申請(qǐng)日: 2022-08-29
• 公開（公告）號(hào): CN115115628B
• 公開（公告）日: 2022-11-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋林;杜怡峰;劉治;陶可猛;魏艷軍;王佳豐
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東第一醫(yī)科大學(xué)附屬省立醫(yī)院（山東省立醫(yī)院）
• 主分類號(hào): G06T7/00
• 分類號(hào): G06T7/00;G06V10/26;G06V10/764;G06V10/774;G06V10/82;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 閆偉姣

本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)輔助醫(yī)療技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種基于三維精細(xì)化殘差網(wǎng)絡(luò)的腔隙性腦梗死識(shí)別系統(tǒng)，包括：圖像獲取模塊，用于獲取腦磁共振T1成像模式的圖像；腔隙性腦梗死識(shí)別模塊，用于基于預(yù)先訓(xùn)練的腔隙性腦梗死識(shí)別模型，對(duì)所述圖像進(jìn)行腔隙性腦梗死識(shí)別；其中，所述腔隙性腦梗死識(shí)別模型基于三維精細(xì)化殘差網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練得到，所述三維精細(xì)化殘差網(wǎng)絡(luò)包括依次連接的多個(gè)卷積層、全局平均池化層、多個(gè)殘差模塊和全連接網(wǎng)絡(luò)。本發(fā)明基于三維精細(xì)化殘差網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建腔隙性腦梗死識(shí)別模型，能夠?qū)崿F(xiàn)腔隙性腦梗死的自動(dòng)分割、識(shí)別和提取，輔助醫(yī)生做出診斷。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于計(jì)算機(jī)輔助醫(yī)療技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于三維精細(xì)化殘差網(wǎng)絡(luò)的腔隙性腦梗死識(shí)別系統(tǒng)。

背景技術(shù)

本部分的陳述僅僅是提供了與本發(fā)明相關(guān)的背景技術(shù)信息，不必然構(gòu)成在先技術(shù)。

腔隙性腦梗死占缺血性腦梗死的20%-30%，其病灶是一種直徑為3-15mm的圓形或者卵圓形的位于皮層下由液體填充的小腔，稱為腔隙（Lacune），它是腦小血管疾病最常見的影像學(xué)表現(xiàn)之一。腔隙性腦梗死灶較小，通常無或僅表現(xiàn)為輕微的神經(jīng)功能缺損癥狀，常常被忽視而導(dǎo)致漏診，延誤患者治療，影響其預(yù)后。而且其導(dǎo)致的患者臨床特征具有顯著的異態(tài)性，腔隙的部位、數(shù)量的差異對(duì)患者的神經(jīng)功能缺損癥狀以及癥狀的嚴(yán)重程度所產(chǎn)生的影響不盡相同。為了腔隙性腦梗死的早期干預(yù)和二級(jí)預(yù)防，針對(duì)腔隙性梗死灶的準(zhǔn)確診斷就顯的尤為重要。研究表明，導(dǎo)致腔隙梗死灶發(fā)生的主要原因是大腦半球、腦干深部的小的深穿動(dòng)脈管壁出現(xiàn)病變，此類動(dòng)脈直徑在100-400μm之間，并且沒有分支和終支吻合支，向大腦半球的深部區(qū)域提供血液供應(yīng)。因而腔隙多分布于此類動(dòng)脈的供血區(qū)，常見部位為豆?fàn)詈恕⑶鹉X、腦橋、基底核、內(nèi)囊、尾狀核等。由于其特殊的病理過程，腔隙在磁共振Fliar序列圖像上往往呈現(xiàn)出中間部位與腦脊液相似的低信號(hào)，周圍有平滑高信號(hào)的圓形或類圓形的病灶。在腔隙的肉眼識(shí)別過程中，其極易與血管周圍間隙相混淆。但與腔隙不同的是，血管周圍間隙在T2加權(quán)像或者FLAIR圖像上沒有圍繞病灶的高信號(hào)圈（病灶跨越白質(zhì)高信號(hào)區(qū)的情況除外，這時(shí)就需要依靠依靠二者形態(tài)的差異，對(duì)其作出區(qū)分）。

通常腔隙性腦梗死灶會(huì)以CT圖像或磁共振圖像的形式呈現(xiàn)給醫(yī)務(wù)人員，相較于CT圖像，磁共振圖像更清晰，檢出率更高。目前先進(jìn)的磁共振成像技術(shù)主要有3D-T1加權(quán)成像、T2加權(quán)成像、流體衰減翻轉(zhuǎn)恢復(fù)（FLAIR）成像。這三種成像方法，雖然改善了人類識(shí)別腔隙的性能，但是值得注意的是由人工來識(shí)別腔隙不但會(huì)有主觀性，而且會(huì)耗費(fèi)大量的人力和時(shí)間。

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)特別是深度學(xué)習(xí)技術(shù)的進(jìn)步，半自動(dòng)的腔隙性腦梗死灶識(shí)別技術(shù)得到了飛速的發(fā)展，并且越來越成為現(xiàn)代臨床醫(yī)學(xué)診斷與醫(yī)療的有力工具。盡管腔隙性腦梗死灶識(shí)別技術(shù)在磁共振成像領(lǐng)域取得的了巨大的成功，但是，受到機(jī)理和材料技術(shù)等限制，由現(xiàn)行的醫(yī)學(xué)影像設(shè)備成像結(jié)合醫(yī)生識(shí)別來確定腔隙性腦梗死灶的方法在許多方面不盡如意，例如磁共振成像的空間分辨率不夠高，腔隙灶易與血管周圍間隙混淆等，加之醫(yī)生之間的閱片水平存在差距，這就導(dǎo)致了由肉眼觀察所確定的病灶存在一定幾率的誤判。

發(fā)明內(nèi)容

為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種基于三維精細(xì)化殘差網(wǎng)絡(luò)的腔隙性腦梗死識(shí)別系統(tǒng)，基于三維精細(xì)化殘差網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建腔隙性腦梗死識(shí)別模型，能夠?qū)崿F(xiàn)腔隙性腦梗死的自動(dòng)分割、識(shí)別和提取，輔助醫(yī)生做出診斷。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例提供了如下技術(shù)方案：

一種基于三維精細(xì)化殘差網(wǎng)絡(luò)的腔隙性腦梗死識(shí)別系統(tǒng)，包括：

圖像獲取模塊，用于獲取腦磁共振T1成像模式的圖像；

腔隙性腦梗死識(shí)別模塊，用于基于預(yù)先訓(xùn)練的腔隙性腦梗死識(shí)別模型，對(duì)所述圖像進(jìn)行腔隙性腦梗死識(shí)別；其中，所述腔隙性腦梗死識(shí)別模型基于三維精細(xì)化殘差網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練得到，所述三維精細(xì)化殘差網(wǎng)絡(luò)包括依次連接的多個(gè)卷積層、全局平均池化層、多個(gè)殘差模塊和全連接網(wǎng)絡(luò)。