【摘要】：糖尿病視網(wǎng)膜病變(簡稱“糖網(wǎng)病”)是糖尿病的一種慢性并發(fā)癥,目前它已是勞動(dòng)力人口中主要的致盲因素。臨床實(shí)踐表明及時(shí)地診斷和治療糖網(wǎng)病能極大地降低患者喪失視力的風(fēng)險(xiǎn),因此在眾多糖尿病患者中開展定期的糖網(wǎng)病篩查工作有著非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。而針對(duì)當(dāng)前醫(yī)患供需關(guān)系極度不平衡的矛盾,利用計(jì)算機(jī)視覺和計(jì)算機(jī)輔助診斷的技術(shù)來提高眼科醫(yī)生的診斷效率是最為有效的解決方案。在這些技術(shù)當(dāng)中,深度學(xué)習(xí)便是目前最為活躍的研究方向之一。本文根據(jù)上海市第一人民醫(yī)院的糖網(wǎng)病診斷需求,研究和分析了輔助診斷系統(tǒng)開發(fā)中多個(gè)關(guān)鍵任務(wù),同時(shí)結(jié)合深度學(xué)習(xí)所面臨的實(shí)際問題,提出了相對(duì)應(yīng)的解決方案。本文的主要內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)如下:(1)針對(duì)大規(guī)模篩查中眼底圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)的任務(wù),提出了一種基于多級(jí)注意力模型的自動(dòng)化評(píng)價(jià)算法。該方法在卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)多尺度的特征圖上引入注意力機(jī)制用于提升質(zhì)量分類的效果。此外,該方法還能前向生成網(wǎng)絡(luò)重點(diǎn)關(guān)注的圖像區(qū)域,為眼科醫(yī)生提供可視化的分類依據(jù),也能提示采集人員有針對(duì)性地提升成像質(zhì)量。(2)針對(duì)眼底圖像血管分割的任務(wù),提出了一種基于特征學(xué)習(xí)與稠密條件隨機(jī)場(chǎng)的分割算法。該方法利用線性可判別特征學(xué)習(xí)構(gòu)建了稠密條件隨機(jī)場(chǎng)的一元特征,同時(shí)應(yīng)用一種新的細(xì)血管增強(qiáng)方式改進(jìn)了稠密條件隨機(jī)場(chǎng)的二元?jiǎng)菽芎瘮?shù),進(jìn)一步提升了血管分割的效果。(3)針對(duì)眼底圖像糖網(wǎng)病檢測(cè)的任務(wù),提出了一種基于深度多示例學(xué)習(xí)的糖網(wǎng)病及其病灶聯(lián)合檢測(cè)的算法。該方法結(jié)合深度學(xué)習(xí)與多示例學(xué)習(xí)的互補(bǔ)優(yōu)勢(shì),僅利用圖像級(jí)別的標(biāo)記信息就能實(shí)現(xiàn)糖網(wǎng)病病灶的定位,消除了病灶標(biāo)注的代價(jià),也為糖網(wǎng)病篩查提供了可視化的判斷依據(jù)。此外,該方法還應(yīng)用了一種端到端的多尺度框架,能更好地處理不規(guī)則的糖網(wǎng)病病灶。(4)針對(duì)眼底圖像糖網(wǎng)病病灶精確分割的任務(wù),提出了一種基于深度混合學(xué)習(xí)的眼底圖像多類目標(biāo)分割算法。該方法利用三種分別包含糖網(wǎng)病病變等級(jí)、血管精細(xì)標(biāo)記以及病灶弱標(biāo)記的數(shù)據(jù)集,結(jié)合全監(jiān)督、弱監(jiān)督以及主動(dòng)學(xué)習(xí)等方法,訓(xùn)練出了一個(gè)統(tǒng)一了血管、滲出、出血以及微動(dòng)脈瘤分割的網(wǎng)絡(luò)模型。該方法能有效減少精細(xì)標(biāo)記的開銷,具有很強(qiáng)的實(shí)用性。(5)設(shè)計(jì)并開發(fā)了一個(gè)用于糖網(wǎng)病輔助診斷的系統(tǒng)。該系統(tǒng)整合了眼底圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)、正常結(jié)構(gòu)分割、糖網(wǎng)病病灶分割、病變?cè)u(píng)級(jí)以及血管分析等功能,并且成功為上海市第一人民醫(yī)院的眼科醫(yī)生提供了診斷和科研上的幫助。
【圖文】：

圖Il抑制背景響應(yīng)的圖像Is

圖It補(bǔ)償圖像Iv細(xì)血管增強(qiáng)圖像Ive
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TP18;TP391.41;R587.2;R774.1

【參考文獻(xiàn)】

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2 姜玉蘋;吳輝群;余杰;袁媛;黃佳聰;王磊;陳亞蘭;施李麗;蔣葵;董建成;;基于眼底圖像的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類器研究現(xiàn)狀與進(jìn)展[J];中國數(shù)字醫(yī)學(xué);2015年10期

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本文編號(hào)：2708586