基于深度学习的乳腺癌病理图像识别研究

来源 :中国计量大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:haobishuiduo
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乳腺癌是女性发生率最高的癌症之一,病理图像分析是诊断其病情的“金标准”。使用卷积神经网络进行病理图像分析,可解决人工阅片过程冗余费时易漏检和机器学习方法辅助诊断存在局限等问题。然而病理图像存在微小转移病灶、细胞核异质、细胞核重叠和边界粘连等问题,影响识别精度。故本文提出新的网络模型,分类识别乳腺癌前哨淋巴结病理图像,并进一步对病理图像中细胞核的分割与分类进行研究。主要工作如下:(1)提出一种SENet多路网络用于PCam数据集中乳腺癌转移病理图像的分类识别,解决细胞重叠、微小转移病灶等导致难以识别的问题。模型由SENet模块和多路卷积单元组成,卷积单元内采用跳跃跨层连接、标准卷积与深度可分离卷积融合等策略,可获取更为丰富的特征信息。结果表明,模型对乳腺癌淋巴结宏观转移和微转移均有较好的分类识别性能。(2)提出一种多尺度U-Net网络用于TNBC数据集中细胞核的分割与分类,解决细胞核异质、细胞核重叠粘连等导致难以分割和分类的问题。模型采用共享一个编码层和分离两个解码层的结构,可同时进行细胞核的分割与分类任务。网络中编码层使用Dense Net161网络,可增强学习能力;解码层加入多尺度特征结合模块,可结合不同尺度特征图以提高精度;同时使用新的组合损失函数,可提升训练效果。结果表明,模型对乳腺癌细胞核有较好的分割与分类性能。本文较好的实现了对PCam病理图像的分类识别和对TNBC数据集中细胞核的分割与分类,各项评估指标较已有研究成果均有明显提升,并在Kumar等数据集上也取得了较为理想的识别效果,对于协助诊断病情、确定转移情况和治疗方案具有一定意义。
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