3D多尺度深度卷积神经网络肺结节检测 被引量：11

1

作者 孙华聪 彭延军 +1 位作者 郭燕飞 张晓庆 《中国图象图形学报》 CSCD 北大核心 2021年第7期1716-1725,共10页

目的肺结节是肺癌的早期存在形式。低剂量CT(computed tomogragphy)扫描作为肺癌筛查的重要检查手段,已经大规模应用于健康体检,但巨大的CT数据带来了大量工作,随着人工智能技术的快速发展,基于深度学习的计算机辅助肺结节检测引起了关... 目的肺结节是肺癌的早期存在形式。低剂量CT(computed tomogragphy)扫描作为肺癌筛查的重要检查手段,已经大规模应用于健康体检,但巨大的CT数据带来了大量工作,随着人工智能技术的快速发展,基于深度学习的计算机辅助肺结节检测引起了关注。由于肺结节尺寸差别较大,在多个尺度上表示特征对结节检测任务至关重要。针对结节尺寸差别较大导致的结节检测困难问题,提出一种基于深度卷积神经网络的胸部CT序列图像3D多尺度肺结节检测方法。方法包括两阶段:1)尽可能提高敏感度的结节初检网络;2)尽可能减少假阳性结节数量的假阳性降低网络。在结节初检网络中,以组合了压缩激励单元的Res2Net网络为骨干结构,使同一层卷积具有多种感受野,提取肺结节的多尺度特征信息,并使用引入了上下文增强模块和空间注意力模块的区域推荐网络结构,确定候选区域;在由Res2Net网络模块和压缩激励单元组成的假阳性降低网络中对候选结节进一步分类,以降低假阳性,获得最终结果。结果在公共数据集LUNA16(lung nodule analysis 16)上进行实验,实验结果表明,对于结节初检网络阶段,当平均每例假阳性个数为22时,敏感度可达到0.983,相比基准ResNet+FPN(feature pyramid network)方法,平均敏感度和最高敏感度分别提高了2.6%和0.8%;对于整个3D多尺度肺结节检测网络,当平均每例假阳性个数为1时,敏感度为0.924。结论与现有主流方案相比,该检测方法不但提高了肺结节检测的敏感度,还有效地控制了假阳性,取得了更优的性能。 展开更多

关键词 肺结节检测 卷积神经网络(CNN) 多尺度 区域推荐网络 上下文增强 空间注意力 假阳性降低

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多尺度卷积神经网络用于肺结节假阳性降低 被引量：11

2

作者 高慧明 赵涓涓 +2 位作者 刘继华 唐笑先 王磐 《计算机工程与设计》 北大核心 2019年第9期2718-2724,共7页

为解决检测系统中结节假阳性高的问题,提出一种基于多尺度三维卷积神经网络的肺结节假阳性降低方法。结合3个特定的结节检测算法以高敏感性筛选候选结节,将每个候选结节输入到不同尺度的三维卷积神经网络进行训练,融合网络的输出结果得... 为解决检测系统中结节假阳性高的问题,提出一种基于多尺度三维卷积神经网络的肺结节假阳性降低方法。结合3个特定的结节检测算法以高敏感性筛选候选结节,将每个候选结节输入到不同尺度的三维卷积神经网络进行训练,融合网络的输出结果得到最终分类。在公开可用的LIDC数据集的888次扫描中,提出方法分别在每次扫描1次和4次假阳性时分别达到84.9%和90.9%的高检测敏感性。实验结果表明了提出的多尺度三维卷积神经网络对于体积式医学CT数据进行特征学习的有效性,其适用于降低肺结节检测系统中的假阳性。 展开更多

关键词 计算机辅助检测 三维卷积神经网络 深度学习 假阳性降低 肺结节

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基于注意力特征金字塔网络的肺结节检测算法 被引量：2

3

作者 秦源源 张鸿 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2023年第7期2311-2318,共8页

针对肺结节计算机辅助检测(CAD)系统中肺结节形态各异难以检测带来的敏感度低、假阳性率高的问题,提出一种基于注意力特征金字塔网络的肺结节检测算法。在第一阶段,以更加紧凑的双路径网络(DPN)为骨干网络,并结合特征金字塔网络(FPN)进... 针对肺结节计算机辅助检测(CAD)系统中肺结节形态各异难以检测带来的敏感度低、假阳性率高的问题,提出一种基于注意力特征金字塔网络的肺结节检测算法。在第一阶段,以更加紧凑的双路径网络(DPN)为骨干网络,并结合特征金字塔网络(FPN)进行多尺度预测,以获取不同层次的特征信息,同时嵌入全局注意力机制(GAM)来细化学习要强调的语义特征,并提高算法的敏感度;在第二阶段,提出一种假阳性抑制网络,以获得最终分类预测结果;在训练阶段,采用焦点损失函数和多种数据增强技术来处理数据不平衡问题。在公开数据集LUNA16(LUng Nodule Analysis 2016)上的实验结果显示:仅有第一阶段的算法的竞争性能指标(CPM)达到了0.908,而加入假阳性抑制网络后算法的CPM达到了0.933,这与经典算法基于最大强度投影(MIP)的卷积神经网络(CNN)算法相比提升了1.1个百分点;而消融实验的结果表明DPN、FPN、GAM对于提升检测敏感度是有作用的。以上证明了所提出的两阶段检测算法可以获取多尺度结节信息,提高肺结节检测的敏感度,并且降低假阳性率。 展开更多

关键词 肺结节检测 注意力机制 特征金字塔网络 假阳性抑制 卷积神经网络

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基于改进CNN的低剂量CT图像肺结节自动检测 被引量：5

4

作者 岳晴 尹健宇 王生生 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2022年第S01期54-59,共6页

随着空气污染日益严重,肺癌已成为发病率和死亡率增长速度最快的恶性肿瘤之一,严重危害人们的生命和健康。肺癌早期主要表现为肺结节的形式,如果在肺癌早期能够及时发现并治疗,将能够提高肺癌的治疗效果。低剂量螺旋CT具有采集速度快、... 随着空气污染日益严重,肺癌已成为发病率和死亡率增长速度最快的恶性肿瘤之一,严重危害人们的生命和健康。肺癌早期主要表现为肺结节的形式,如果在肺癌早期能够及时发现并治疗,将能够提高肺癌的治疗效果。低剂量螺旋CT具有采集速度快、成本低、辐射低的特点,因此被大量应用于对肺结节的诊断。目前,CT图像的诊断多采用传统的人工诊断方式与CAD系统诊断的方式,但这两种方式存在精确性低、泛化性差的缺点。针对上述问题,文中以医学辅助诊断领域中的肺结节检测问题为研究对象,提出了一种基于改进CNN的低剂量CT图像的肺结节自动检测算法。首先,对CT图像进行预处理,提取肺实质;其次,对cascade-rcnn候选结节筛选网络进行改进,以提取更高质量的目标;然后,提出了改进3D CNN的假阳性减少网络,提高了结节分类的准确性;最后,在LUNA16数据集上进行了实验,结果表明,与现有算法相比,所提算法在检测准确率上有所提升。 展开更多

关键词 肺结节检测 假阳性降低 cascade-rcnn 3D CNN LUNA16

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基于三维卷积神经网络的肺结节假阳性筛查 被引量：5

5

作者 尤堃 郝鹏翼 +2 位作者 吴福理 张繁 吴健 《图学学报》 CSCD 北大核心 2019年第3期423-428,共6页

从CT影像中检测肺结节在肺癌的早期诊断中至关重要,而肺结节假阳性的筛查是提高肺结节检测准确度的重要一步。为了从大量候选结节中快速准确地区分出真正的肺结节,设计了一个3D卷积神经网络(CNN)筛查肺结节假阳性。提出了网络模型,通过... 从CT影像中检测肺结节在肺癌的早期诊断中至关重要,而肺结节假阳性的筛查是提高肺结节检测准确度的重要一步。为了从大量候选结节中快速准确地区分出真正的肺结节,设计了一个3D卷积神经网络(CNN)筛查肺结节假阳性。提出了网络模型,通过恒等映射和残差单元来加速模型训练,采用单连接路径重复利用特征并重组新特征。基于该模型的肺结节假阳性筛查方法,与基于2D CNN的方法相比,不仅可以省略数据切片步骤,而且能够充分利用CT影像的空间信息;与其他基于3DCNN的方法相比,具有参数量小、模型训练快的优点。该方法在LUNA16数据集中的假阳性筛查中取得了较高的敏感度。 展开更多

关键词 3D CNN 肺结节 假阳性筛查

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数字乳腺X线照片CAD中可疑密度区域的自动分割(英文) 被引量：4

6

作者 邱建峰 于兹喜 +2 位作者 李月卿 王昌元 徐惠 《泰山医学院学报》 CAS 2005年第2期136-139,共4页

目的提出一种对数字乳腺影像计算机辅助诊断中可疑密度分割更为有效的分割方法。方法使用基础的边缘分割算子sobel和离散形式的动态轮廓模型对乳腺影像中的可疑密度区域(肿块)进行两步法分割,边缘检测进行带阈值选择的轮廓初步提取,然... 目的提出一种对数字乳腺影像计算机辅助诊断中可疑密度分割更为有效的分割方法。方法使用基础的边缘分割算子sobel和离散形式的动态轮廓模型对乳腺影像中的可疑密度区域(肿块)进行两步法分割,边缘检测进行带阈值选择的轮廓初步提取,然后采用部分边缘点作为动态轮廓模型的计算点,获得能量收敛的最终轮廓。结果实现对数字乳腺影像库和乳腺体模影像的分割,并对分割轮廓进行与人工分割轮廓的重叠率计算和ROC曲线计算,对算法进行评价。结论最终分割结果有效降低假阳性概率,提高了分割的特异性。 展开更多

关键词 数字乳腺影像 计算机辅助诊断 分割 假阳性

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基于残差结构的三维U-Net肺结节检测算法 被引量：1

7

作者 李阳 宋长明 +1 位作者 王浩 彭方达 《中原工学院学报》 CAS 2022年第2期72-78,共7页

针对肺部CT图像中肺结节检测存在检测灵敏度差、假阳性高的问题和检测网络中存在深层网络容易忽略浅层位置信息的问题,提出了一种结合残差结构的三维ResAdd-Unet网络肺结节检测算法。该算法添加了残差结构,有效地结合浅层网络和深层网... 针对肺部CT图像中肺结节检测存在检测灵敏度差、假阳性高的问题和检测网络中存在深层网络容易忽略浅层位置信息的问题,提出了一种结合残差结构的三维ResAdd-Unet网络肺结节检测算法。该算法添加了残差结构,有效地结合浅层网络和深层网络的信息来获取结节特征,提高了检测灵敏度。在肺结节假阳性减少网络中,提出Res-VGG网络对候选结节进行分类,降低了假阳性。在LUNA16数据集上对所提出算法的验证表明,其准确度达98.21%,灵敏度达97.79%,证明了该算法对肺结节检测有良好的性能。 展开更多

关键词 肺结节检测 假阳性减少 残差 ResAdd-Unet Res-VGG

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基于可变形卷积神经网络的肺结节假阳性识别 被引量：1

8

作者 王梦南 赵涓涓 +1 位作者 肖宁 郝瑞 《计算机工程与设计》 北大核心 2022年第6期1732-1739,共8页

针对肺结节检测中假阳性高的问题,提出一种基于可变形卷积神经网络的肺结节假阳性降低框架。使用多尺度候选结节作为输入,使用可变形卷积神经网络提取候选结节的多层次上下文特征,渐进融合不同输入顺序的候选结节特征信息。通过端到端... 针对肺结节检测中假阳性高的问题,提出一种基于可变形卷积神经网络的肺结节假阳性降低框架。使用多尺度候选结节作为输入,使用可变形卷积神经网络提取候选结节的多层次上下文特征,渐进融合不同输入顺序的候选结节特征信息。通过端到端的学习方式集成多流渐进特征信息得到最终的分类结果。在LUNA16数据集和合作医院临床数据集上,所提框架CPM评分优于已有方法,检测出的结节数量最多,假阳性结节数量最少,有很好的泛化能力,能有效降低结节假阳性,适用于真实的临床数据。 展开更多

关键词 渐进特征提取 可变形卷积神经网络 多流特征集成 假阳性降低 临床数据

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基于深度卷积神经网络的两阶段肺结节检测

9

作者 韩鹏 强彦 +2 位作者 刘继华 贾婧 Syed Basit Ali Shah Bukhari 《计算机工程与设计》 北大核心 2021年第3期755-761,共7页

针对传统肺结节检测中存在灵敏度低、假阳性高、小结节难检测的问题,提出一种基于深度卷积神经网络的两阶段肺结节检测框架。第一阶段使用特征金字塔子网提取肺部影像的多层次特征,引入多尺度区域建议子网用于在高灵敏度下检测出所有的... 针对传统肺结节检测中存在灵敏度低、假阳性高、小结节难检测的问题,提出一种基于深度卷积神经网络的两阶段肺结节检测框架。第一阶段使用特征金字塔子网提取肺部影像的多层次特征,引入多尺度区域建议子网用于在高灵敏度下检测出所有的候选结节;第二阶段设计级联卷积神经网络模型减少假阳性,通过保留分类错误样本用于重新训练模型,将多个模型结果进行投票选出最终分类结果。LUNA16数据集上的实验结果表明,所提框架灵敏度达到95.9%,检测效果优于其它算法,能够有效实现肺结节的准确检测。 展开更多

关键词 候选结节检测 特征金字塔子网 多尺度区域建议子网 假阳性减少 级联卷积神经网络

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铜绿假单胞菌假阳性株的鉴定方法比较及应用

10

作者 章志超 吴鑫 +1 位作者 朱应飞 刘德 《中国国境卫生检疫杂志》 CAS 2023年第1期46-52,共7页

目的 探讨提高GB 8538—2016《食品安全国家标准饮用天然矿泉水检验方法》中铜绿假单胞菌的检测准确性。方法 按照GB 8538—2016,检测1份桶装饮用水样品中铜绿假单胞菌,并用16S rRNA基因测序法、API 20E试剂盒、VITEK2鉴定仪、基质辅助... 目的 探讨提高GB 8538—2016《食品安全国家标准饮用天然矿泉水检验方法》中铜绿假单胞菌的检测准确性。方法 按照GB 8538—2016,检测1份桶装饮用水样品中铜绿假单胞菌,并用16S rRNA基因测序法、API 20E试剂盒、VITEK2鉴定仪、基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)对分离到的“阳性菌”ZH-1和ZH-2进行确认。同时比较42℃生长试验、硝酸盐还原产气试验、API 20E试剂盒、VITEK2鉴定仪和MALDI-TOF MS的应用。结果 经多种方法确证,菌株ZH-1为铜绿假单胞菌,菌株ZH-2为恶臭假单胞菌,是GB 8538—2016检出的假阳性菌。在42℃生长试验和硝酸盐还原产气试验中,菌株ZH-2为阴性反应,不同来源的38株铜绿假单胞菌则均为阳性。此外,API 20E试剂盒和VITEK2系统对铜绿假单胞菌鉴定准确率分别为92.1%、97.4%,但API 20E试剂盒必须进行补充试验,耗时、繁琐;MALDI-TOF MS能够将铜绿假单胞菌鉴定到属水平,但种水平一致性准确率仅为43.2%。结论 在国家标准的鉴定方法基础上,增加42℃生长试验或硝酸盐还原产气试验能够排除铜绿假单胞菌假阳性菌干扰。采用VITEK2系统比API 20E试剂盒和MALDI-TOF MS更适用于铜绿假单胞菌的检测。 展开更多

关键词 铜绿假单胞菌 桶装饮用水 假阳性 生长试验 硝酸盐还原产气试验

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基于区域建议网络的肺结节检测及其去假阳性 被引量：2

11

作者 杨柳 杨勇 +1 位作者 叶宏伟 王小状 《科学技术与工程》 北大核心 2022年第25期11105-11112,共8页

基于深度学习的肺结节检测技术不断发展,在辅助医生进行肺结节检查的任务中极大提升了肺结节的检出率和诊断的准确率。采用深度学习技术,提出了一种基于区域建议网络(region proposal network,RPN)结构的肺结节检测方法。针对肺结节的... 基于深度学习的肺结节检测技术不断发展,在辅助医生进行肺结节检查的任务中极大提升了肺结节的检出率和诊断的准确率。采用深度学习技术,提出了一种基于区域建议网络(region proposal network,RPN)结构的肺结节检测方法。针对肺结节的去假阳性阶段,将多个分类网络进行了性能对比。在快速区域卷积神经网络(faster region-based convolutional neural network,Faster R-CNN)上进行改进,使用SE(squeeze-and-excitation)结构以及ResNeXt的残差块构成特征提取模块,再结合UNet++网络结构,输出多个尺度的结果。最后将多尺度结果应用在3D RPN候选检测网络和R-CNN网络上,得到了灵敏度较高、假阳率更低的候选结节检测网络。在去假阳性结节网络阶段,用三维深度卷积神经网络(3D deep convolutional neural network,3D DCNN)网络对候选肺结节进行假阳性的筛除,有效去除了部分假阳性肺结节,提升了多个FP/scan检查点的灵敏度。最终得出灵敏度98.8%(8 FP/scan),竞争性指标(competition performance metric,CPM)达到0.879。在去假阳性结节方面,验证了3D DCNN网络相较于其他网络能够取得最好的效果,达到了15.6%的去假阳率。总的来说,所提网络进一步提升了检测的灵敏度,网络模型达到了较好的检测效果。在去假阳性网络方面,得出3D DCNN作为去假阳性网络具有比其他一些网络模型更好的效果。 展开更多

关键词 多尺度网络 肺结节检测 Faster R-CNN网络 去假阳性网络 深度卷积神经网络

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