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期刊信息
  • 主管单位:
  • 中国科学技术协会
  • 主办单位:
  • 中国仪器仪表学会、上海光学仪器研究所、中国光学学会工程光学专业委员会
  • 主  编:
  • 庄松林
  • 地  址:
  • 上海市军工路516号上海理工大学《光学仪器》编辑部
  • 邮政编码:
  • 200093
  • 联系电话:
  • 021-55270110
  • 电子邮件:
  • gxyq@usst.edu.cn
  • 国际标准刊号:
  • 1005-5630
  • 国内统一刊号:
  • 31-1504/TH
  • 邮发代号:
  • 单  价:
  • 15.00
  • 定  价:
  • 90.00
基于深度学习的帕金森病磁共振图像辅助诊断
Deep learning-based auxiliary diagnosis for Parkinson's disease using magnetic resonance images
投稿时间:2024-03-07  
DOI:10.3969/j.issn.1005-5630.202403070040
中文关键词:  帕金森病  磁共振成像  图像分割  MobilenetV2网络  图像分类
英文关键词:Parkinson's disease  magnetic resonance imaging  image segmentation  MobilenetV2  image classification
基金项目:国家自然科学基金(62275156)
作者单位邮编
陶国庆 上海理工大学 光电信息与计算机工程学院 200093
王靖涵 上海理工大学 光电信息与计算机工程学院 200093
林雨莹 上海理工大学 光电信息与计算机工程学院 200093
傅博涵 上海理工大学 光电信息与计算机工程学院 200093
罗黔琴 上海理工大学 光电信息与计算机工程学院 200093
陈辉* 上海理工大学 光电信息与计算机工程学院 200093
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中文摘要:
      帕金森病(Parkinson's disease,PD)是一种常见的神经退行性疾病,起病隐匿,症状复杂,临床诊断的准确性高度依赖于医生的经验,缺乏客观、定量的诊断技术。随着人工智能的发展,结合深度学习技术对PD进行自动化诊断有望成为一种准确且高效的方法。提出了一种基于深度学习的帕金森病辅助诊断框架。首先,利用图像分割模型对脑部轴向切片的磁共振图像的中脑区域进行分割;其次,引入Inception结构、CA注意力机制和TanhExp激活函数改进MobilenetV2模型,将中脑图像输入改进后的MobilenetV2模型进行训练和测试。结果显示,改进后模型在对PD和正常对照组的诊断任务中,诊断准确率达到了97.5%,灵敏度达到97.53%,召回率达到97.48%。其表现不仅优于其他经典网络,且更聚焦于帕金森病理学解释的特征区域,诊断结果更准确可靠。
英文摘要:
      Parkinson's disease is a prevalent neurodegenerative disorder characterized by insidious onset, complex symptoms, and the accuracy of clinical diagnosis highly depends on the doctor's experience, lacking objective and quantitative diagnostic techniques. With the advancement of artificial intelligence, the integration of deep learning techniques holds promise as an accurate and efficient approach for automated PD diagnosis. This paper proposes a deep learning-based framework for assisting in the diagnosis of Parkinson's disease. Firstly, an image segmentation model is employed to segment the midbrain region of axial slices of the brain. Secondly, the MobilenetV2 network was improved by incorporating inception architecture, CA attention mechanism, and TanhExp activation function. The improved MobilenetV2 model was trained and tested using midbrain images, achieving a diagnostic accuracy of 97.5%, sensitivity of 97.53%, and recall of 97.48% in distinguishing PD cases from normal controls. The performance of the model not only surpasses that of other classical networks but also more focuses on characteristic regions relevant to Parkinson's pathology, thereby providing accurate and reliable diagnostic outcomes.
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