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专利号: 2021106431538
申请人: 西南交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种MRI图像的帕金森病分类及标注病灶区域的方法,其特征在于,包括步骤:构造MRI图像的帕金森病分类模型;

构造帕金森病病灶标注模型;

使用MRI图像的帕金森病分类模型,对待测MRI图像进行分类;

对分类确定为帕金森病MRI图像或者帕金森病潜伏期MRI图像,使用帕金森病病灶标注模型标注出病灶区域。

2.如权利要求1所述的一种MRI图像的帕金森病分类及标注病灶区域的方法,其特征在于,所述构造MRI图像的帕金森病分类模型,包括:

1.1构造分类模块;

所述分类模块包括:依次连接的卷积层、第一最大池化层、第一密集块、第一过渡层、第二密集块、第二过渡层、第三密集块、第三过渡层、第四密集块、第二最大池化层、全连接层和softmax分类器;还包括:在第二密集块、第三密集块、第四密集块前建立连接,使每一层的输入来自之前所有层的输出;

所述卷积层的卷积核大小为7*7,步长为2;

所述第一最大池化层的卷积核大小为3*3,步长为2;

所述第二最大池化层的卷积核大小为7*7;

所述第一密集块、第二密集块、第三密集块和第四密集块的结构均为:依次连接的第一批归一化层、第一激活层、卷积核大小为1*1的第一卷积层、第二批归一化层、第二激活层、卷积核大小为3*3的第二卷积层、第三批归一化层、第三激活层、卷积核大小为1*1的第三卷积层;所述第一激活层、第二激活层和第三激活层均使用Relu函数;

所述第一过渡层、第二过渡层和第三过渡层的结构均为:依次连接的卷积核大小为1*1的卷积层、卷积核大小为2*2的平均池化层;

所述分类模块使用Adam优化器,使用交叉熵作为损失函数;

1.2将训练集输入分类模块,并通过反向传播更新网络参数,得到MRI图像分类模型;所述训练集包括多张帕金森病MRI图像、多张正常MRI图像和多张帕金森病潜伏期MRI图像。

3.如权利要求1所述的一种MRI图像的帕金森病分类及标注病灶区域的方法,其特征在于,所述构造帕金森病病灶标注模型,包括:

2.1构造帕金森病病灶标注模块;

所述帕金森病病灶标注模块包括依次连接的特征提取部分、RPN层、ROIpooling层;

所述特征提取部分,包括依次连接的VGG‑16、第一卷积层、激活层、第一全连接层、第二全连接层、第三全连接层;所述VGG‑16中,卷积层卷积核大小均为3*3,填充为1,步长为1;所述VGG‑16中,池化层卷积核大小均为2*2,填充为0,步长为2;所述第一卷积层与VGG‑16中卷积层相同;所述激活层使用Relu函数;

所述RPN层通过3*3的卷积,按照长宽比{1:2,1:1,2:1}生成九个anchors;对anchors进行二分类时IoU阈值设置为0.7,大于阈值的样本label为1,小于0.3的样本label为0,其余样本label为‑1;使用非极大值抑制取前100个anchor box;

所述帕金森病病灶标注模块的损失函数为:Lcls=‑logpu,pu是u为positive对应的概率;

u

t为预测参数,v为真实平移缩放参数,g为Smooth L1:

2.2将多张帕金森病MRI图像和多张帕金森病潜伏期MRI图像分别进行预处理,得到训练集;所述预处理为:将MRI图像映射成三份,分别经过1*1的卷积;将第一份的输出转置后与第二份的输出相乘,再经过softmax归一化得到带注意力的特征图;再将带注意力的特征图和第三份的输出逐像素点相乘,得到自适应注意力的特征图;

2.3将训练集输入帕金森病病灶标注模块,并通过反向传播更新网络参数,得到MRI图像帕金森病病灶标注模型。