近日，依托于中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所的機(jī)器人學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室與中國(guó)醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院合作，構(gòu)建了高精度顱腦MRI影像輔助診斷系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了神經(jīng)外科精準(zhǔn)診斷，相關(guān)成果連續(xù)發(fā)表于Biomedical Signal Processing and control以及Computers in Biology and Medicine等期刊。
顱內(nèi)腫瘤的早期精確診斷有利于制訂合理的治療方案，提升患者的存活率及存活周期。人工智能輔助腦瘤診斷系統(tǒng)可減輕醫(yī)生的勞動(dòng)強(qiáng)度及工作時(shí)間，為實(shí)現(xiàn)腫瘤惡性程度分級(jí)的無(wú)創(chuàng)檢測(cè)提供了技術(shù)手段。但是現(xiàn)有腦瘤自動(dòng)診斷系統(tǒng)受數(shù)據(jù)量的限制，且未充分利用腦MRI影像的先驗(yàn)信息，因此現(xiàn)有方法的泛化能力較差。如何提高顱內(nèi)腫瘤輔助診斷系統(tǒng)的泛化能力是一項(xiàng)亟需解決的問(wèn)題。
針對(duì)泛化問(wèn)題，沈陽(yáng)自動(dòng)化所宋國(guó)立等提出了一種基于混合特征和PSO-KSVM的腦瘤診斷系統(tǒng)，基于改進(jìn)的CLBP特征，融合PSO-KSVM構(gòu)筑分類器實(shí)現(xiàn)了小樣本數(shù)據(jù)集上的高精度診斷。由于顱骨具有與腫瘤相似的灰度分布，對(duì)于顱內(nèi)腫瘤自動(dòng)診斷系統(tǒng)是一項(xiàng)巨大的干擾，為此，科研人員提出了一種基于多方向異常值檢測(cè)的顱骨去除方法成功去除顱骨干擾。此外，由于腦部MRI影像均采集自不同的磁共振設(shè)備，不同數(shù)據(jù)源具有較大的光照差異并嚴(yán)重影響了診斷性能。為了消除光照差異所帶來(lái)的干擾，科研人員基于腦MRI影像的雙峰性提出了一種基于雙峰gamma校正的亮度標(biāo)準(zhǔn)化方法降低了光照差異，相關(guān)研究發(fā)表于Biomedical Signal Processing and Control。為了進(jìn)一步提升顱內(nèi)腫瘤自動(dòng)診斷系統(tǒng)的性能，科研人員分析了腦MRI影像的近似對(duì)稱性，提出了一種差分特征模塊用于檢測(cè)腦MRI影像的結(jié)構(gòu)變化，通過(guò)噪聲去除、腫瘤區(qū)域增強(qiáng)等操作，搭建了深度差分特征神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（DFNN），實(shí)現(xiàn)腦瘤的高精度檢測(cè)，相關(guān)研究發(fā)表于Computers in iology and Medicine。
該項(xiàng)目以沈陽(yáng)自動(dòng)化所與中國(guó)醫(yī)科大學(xué)聯(lián)合建立的醫(yī)學(xué)機(jī)器人研發(fā)中心為平臺(tái)開(kāi)展研究工作。依托該平臺(tái)，雙方在檢測(cè)、診斷、手術(shù)、康復(fù)等方向開(kāi)展了深入合作，取得了一系列成果，目前，該系統(tǒng)在中國(guó)醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院開(kāi)展臨床實(shí)驗(yàn)，經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)測(cè)試后有望進(jìn)一步推廣應(yīng)用。該項(xiàng)目還得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、機(jī)器人學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放課題資助。
