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收录情况:
◇ 统计源期刊
◇ 北大核心
文章类型:
机构:
[1]昆明理工大学信息工程与自动化学院
[2]昆明理工大学云南省计算机技术应用重点实验室
[3]云南省第一人民医院骨科
外科片
骨科
云南省第一人民医院
出处:
ISSN:
关键词:
磁共振成像(MRI)
3D图像分类
切片特征聚合
自适应尺度注意力
二维卷积神经网络(2D CNN)
摘要:
目的 膝关节前交叉韧带(anterior cruciate ligament,ACL)损伤的及时诊断是降低骨关节炎等风险重要途径。作为ACL损伤判别的常用影像学方法,三维磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)相较于二维自然图像细节更繁杂,医生诊断所需时间长,智能辅助医疗是有益的。目前应用三维卷积神经网络(3D convolutional neural network,3D CNN)的ACL损伤分类算法存在计算成本大且数据使用不充分的问题,而基于二维卷积神经网络(2D convolutional neural network,2D CNN)的方法则忽略了第三维度的相关性和ACL的形态多样性。方法 提出一种嵌入切片序列关联模式的网络(slice sequence association mode network,SSAMNet)。SSAMNet通过设计切片序列信息融合(slice sequence information fusion,SFS)模块从MRI数据的邻近、全量切片中并行学习序列性质,建立切片特征映射中的关联模式,整合切片信息。借助多级尺度特征自适应关注(multi-level scale feature adaptive attention,MSFAA)模块,对不同关联尺度权重再分配,以适应ACL区域形状和位置表征多变的特性。结果 在MRNet数据集的实验中,模型的AUC(area under curve)值达到98.4%,相较于其他的ACL损伤分类算法性能最优,准确性及特异性指标也分别达到了91.4%和97%的最优值。在kneeMRI数据集上进行5折交叉验证实验后,SSAMNet的AUC平均值最高,ROC(receiver operating characteristic curve)曲线始终保持着平稳的趋势。可视化结果也表明提出的方法可以有效关注病变区域。结论 针对ACL损伤分类任务,所提模型性能优异且具有鲁棒性,存在临床应用价值。代码开源地址:https://github.com/wabk/SSAMNet。
基金:
云南省科技厅基础研究项目昆医联合专项(202001AY070001-306)~~;
第一作者:
第一作者机构:
[1]昆明理工大学信息工程与自动化学院
[2]昆明理工大学云南省计算机技术应用重点实验室
通讯作者:
推荐引用方式(GB/T 7714):
刘英莉,茶寅秋,黄一山,等.嵌入切片序列关联模式的前交叉韧带损伤分类[J].中国图象图形学报.2025,30(04):1183-1194.