基于辅助监督信号的肺结节良恶性分类
2021-08-06易乐张蕾
现代计算机 2021年16期
易乐,张蕾
(四川大学计算机学院,成都610065)
0 引言
肺癌是我国乃至全球癌症相关死亡的主要原因,在2018年全球就有210万新增肺癌的确诊病例和180万新增肺癌的死亡病例[1]。早期发现恶性肺结节是至关重要的,它能够显著提升肺癌患者的五年生存率[2]。肺癌在多个层面中都具有极大的时间和空间异质性,包括基因、蛋白质、细胞、微环境、组织、器官等层面[3]。计算机断层扫描(CT)图像能够以非侵入的方式捕获肿瘤的异质性,因此,已经成为临床实践中筛查肺癌的常规手段。计算机辅助诊断(CAD)系统利用胸部CT图像,自动地检测出恶性的肺结节,极大减轻了临床医生的工作负担并加快了肺癌早期筛查流程。
近几年,肺癌的CAD系统取得了极大的发展[4-12],其取得的突破与深度卷积神经网络(DCNN)在医学图像分析任务上的应用息息相关。然而,小样本问题始终阻碍着DCNN在肺结节的良恶性分类任务上的性能。这个问题的出现主要是因为带有标注的数据获取存在很大的壁垒。
很多工作都致力于推进肺结节良恶性分类的任务[4-6,8,11,12]。如何从只有少量样本的肺结节数据集中,有效提取肿瘤异质性的表达,是这些研究的共同课题。这些方法包括了多视图[5,6,10]/尺度[7,8]、半监督学习[6]、迁移学习[5,12]等。然而,很少有研究涉及肺结节在影像中呈现出的形态学特征。临床上,这些特征在一定程度上反映了肺结节的异质性,能够辅助肺结节的性质的判断[13,14]。例如,恶性肺结节通常具有毛刺征、分叶征的形态学表现。……
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