基于CT图像卷积神经网络处理的新冠肺炎检测
2021-06-04郭保苏庄集超吴凤和车小双袁林栋
计量学报 2021年4期
郭保苏,庄集超,吴凤和,车小双,袁林栋,齐 军
(1.燕山大学 机械工程学院,河北 秦皇岛 066004;2.聊城市人民医院,山东 聊城 252000)
1 引 言
在传统的病毒检测中,需要对每例疑似病例进行逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)检测确诊,然而RT-PCR方法十分耗时且检测的假阴性率较高[1],胸部CT图像检查则可有效地对COVID-19(新冠病毒肺炎)患者肺部影像和治疗效果进行医学评估[2]。胸部CT图像提供了丰富的病理信息,但由于缺乏计算机来准确地量化感染区域及其病理变化,医护人员无法快速地提供诊断筛查。冯雨等[3]针对传统计算机辅助检测系统中肺结节检测存在大量假阳性问题,提出了一种基于三维卷积神经网络的肺结节识别方法。马圆等[4]采用深度信念网络方法对CT图像的良恶性肺结节进行识别研究。黄盛等[5]基于改进的深度残差网络,提出更加适合肺部组织的CT图像模式分类模型。采用人工智能的方法可快速分析病例特征,检测胸部CT图像是否有显示任何异常,并供临床医生进一步诊断,以便进行治疗或隔离。本文将人工智能与初步临床理解相结合,以应对COVID-19带来的巨大挑战。
本文的目标是基于卷积神经网络开发自动化CT图像分析方法,以便快速区分COVID-19患者与普通肺炎病毒患者,从而为一线医护人员对疾病进展的检测和治疗提供支持。目前还未见有关利用卷积神经网络在CT图像中识别COVID-19感染和普通肺炎感染的报道。卷积神经网络也面临诸多挑战,不合适的网络超参数会导致算法收敛缓慢、泛化性差,并使模型表现出较差的鲁棒性和预测精度,同时超参数优化需要大量的计算等问题[6]。……
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