基于深度學(xué)習(xí)的前列腺癌癥輔助檢測(cè)和診斷
發(fā)布時(shí)間:2021-01-26 14:52
前列腺癌癥是男性中最常診斷出的非皮膚癌癥,也是全球第二大致死癌癥。早發(fā)現(xiàn),早診斷,早治療成為了降低前列腺癌癥患者死亡率的關(guān)鍵。在眾多醫(yī)療影像技術(shù)中,多參數(shù)磁共振成像被認(rèn)為是目前最有效的前列腺癌影像診斷方法,能顯著提升前列腺癌的檢測(cè)率和診斷的準(zhǔn)確度,有效地指導(dǎo)穿刺活檢;诙鄥(shù)磁共振圖像的自動(dòng)、快速、準(zhǔn)確的前列腺癌癥計(jì)算機(jī)輔助檢測(cè)和診斷,成為近十幾年智能醫(yī)療領(lǐng)域備受關(guān)注的研究方向。現(xiàn)存的各種計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)通常采用獨(dú)立模塊進(jìn)行圖像配準(zhǔn)、多參數(shù)特征融合、癌癥概率圖生成以及癌癥定位和分級(jí),且模塊之間獨(dú)立優(yōu)化。此外,這些系統(tǒng)之間的互異性主要在于設(shè)計(jì)不同的手工特征對(duì)癌癥進(jìn)行特征描述。一方面,傳統(tǒng)手工特征和算法模塊魯棒性不足。另一方面,多個(gè)模塊獨(dú)立優(yōu)化導(dǎo)致不同模塊之間相互容錯(cuò)性差,誤差逐步累積。近些年來(lái),深度學(xué)習(xí)技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域獲得了巨大的成功。它的端到端、弱監(jiān)督、特征自動(dòng)學(xué)習(xí)的特性給前列腺癌癥輔助檢測(cè)和診斷提供了新思路。本文研究深度學(xué)習(xí)技術(shù)在前列腺癌癥輔助檢測(cè)和診斷中的應(yīng)用,重點(diǎn)探究基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的新穎的前列腺癌癥檢測(cè)和診斷模型以及魯棒、高效的訓(xùn)練方法。具體而言,本文從以下三個(gè)方面開(kāi)展研究:(1)現(xiàn)...
【文章來(lái)源】:華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:129 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
前列腺區(qū)域解剖示意圖(前視圖)
華 中 科 技 大 學(xué) 博 士 學(xué) 位 論 文為了進(jìn)一步提高 PCa 診斷的準(zhǔn)確性,在 PSA 或 DRE 結(jié)果引起最初的懷疑后,通常會(huì)對(duì)患者進(jìn)行 TRUS 穿刺活檢。超聲檢查對(duì) PCa 檢測(cè)的靈敏度和特異性相對(duì)而言比較低[9],因此 TRUS 只能以系統(tǒng)方式進(jìn)行穿刺。具體而言,如圖 1.2 所示,穿刺活檢通常會(huì)在超聲圖像的引導(dǎo)下對(duì)前列腺腺體穿刺 6 到 12 針來(lái)采集活體組織樣本。采集到的活檢標(biāo)本隨后由病理學(xué)家使用格里森評(píng)分系統(tǒng)來(lái)評(píng)估患者是否患癌,以及判斷所患癌癥的侵襲性(屬于惰性還是臨床顯著性)。
華 中 科 技 大 學(xué) 博 士 學(xué) 位 論 文斷迫切需要替代技術(shù)以改善總體敏感性,尤其是診斷途徑的特異性,從而減少過(guò)度診斷和過(guò)度治療。隨著醫(yī)療影像技術(shù)的發(fā)展,多參數(shù)磁共振成像(multiparametermagneticresonanceimaging,mp-MRI)技術(shù)已顯示出巨大的潛力。MRI 具有較好的軟組織對(duì)比度,并且是非侵入式的,可提供多個(gè)參數(shù)的成像數(shù)據(jù)。MRI 的任意角度成像能力可以提供不同方向所需切面,而矢切面成像更利于檢查前列腺,方便了解前列腺全貌以及周?chē)P(guān)系,有利于癌癥定性、分期以及術(shù)后觀察,現(xiàn)已是影像學(xué)檢查中評(píng)價(jià) PCa 最好的技術(shù)。根據(jù)近期前列腺影像和數(shù)據(jù)系統(tǒng)[10]2.0(ProstateImagingReportingandDataSystemVersion2.0,PI-RADS2.0)的建議,用于 PCa 檢測(cè)和診斷的 mp-MRI 圖像,一般包括T2 加權(quán)圖(T2-weightedimaging,T2w),彌散加權(quán)成像圖(diffusion-weightedimaging,DWI),磁共振波譜成像圖(MR spectroscopy imaging,MRSI)和動(dòng)態(tài)對(duì)比度增強(qiáng)(dynamic contrast-enhanced,DCE)MRI,如圖 1.3 所示。
本文編號(hào):3001304
【文章來(lái)源】:華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:129 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
前列腺區(qū)域解剖示意圖(前視圖)
華 中 科 技 大 學(xué) 博 士 學(xué) 位 論 文為了進(jìn)一步提高 PCa 診斷的準(zhǔn)確性,在 PSA 或 DRE 結(jié)果引起最初的懷疑后,通常會(huì)對(duì)患者進(jìn)行 TRUS 穿刺活檢。超聲檢查對(duì) PCa 檢測(cè)的靈敏度和特異性相對(duì)而言比較低[9],因此 TRUS 只能以系統(tǒng)方式進(jìn)行穿刺。具體而言,如圖 1.2 所示,穿刺活檢通常會(huì)在超聲圖像的引導(dǎo)下對(duì)前列腺腺體穿刺 6 到 12 針來(lái)采集活體組織樣本。采集到的活檢標(biāo)本隨后由病理學(xué)家使用格里森評(píng)分系統(tǒng)來(lái)評(píng)估患者是否患癌,以及判斷所患癌癥的侵襲性(屬于惰性還是臨床顯著性)。
華 中 科 技 大 學(xué) 博 士 學(xué) 位 論 文斷迫切需要替代技術(shù)以改善總體敏感性,尤其是診斷途徑的特異性,從而減少過(guò)度診斷和過(guò)度治療。隨著醫(yī)療影像技術(shù)的發(fā)展,多參數(shù)磁共振成像(multiparametermagneticresonanceimaging,mp-MRI)技術(shù)已顯示出巨大的潛力。MRI 具有較好的軟組織對(duì)比度,并且是非侵入式的,可提供多個(gè)參數(shù)的成像數(shù)據(jù)。MRI 的任意角度成像能力可以提供不同方向所需切面,而矢切面成像更利于檢查前列腺,方便了解前列腺全貌以及周?chē)P(guān)系,有利于癌癥定性、分期以及術(shù)后觀察,現(xiàn)已是影像學(xué)檢查中評(píng)價(jià) PCa 最好的技術(shù)。根據(jù)近期前列腺影像和數(shù)據(jù)系統(tǒng)[10]2.0(ProstateImagingReportingandDataSystemVersion2.0,PI-RADS2.0)的建議,用于 PCa 檢測(cè)和診斷的 mp-MRI 圖像,一般包括T2 加權(quán)圖(T2-weightedimaging,T2w),彌散加權(quán)成像圖(diffusion-weightedimaging,DWI),磁共振波譜成像圖(MR spectroscopy imaging,MRSI)和動(dòng)態(tài)對(duì)比度增強(qiáng)(dynamic contrast-enhanced,DCE)MRI,如圖 1.3 所示。
本文編號(hào):3001304
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