本技术涉及一种基于迭代学习的肝肿瘤局灶性病变预测方法,属于计算机模型领域,包括:首先对部分医学影像数据中的病灶区域进行人工标注,得到ROI训练数据,并使用这些数据构建基于YOLOv8的自动化病灶检测模型。在ViT分类模型中,裁剪后的图像被划分为固定大小的图像块,并嵌入到高维空间中。随后,利用位置编码为每个图像块添加位置信息,以保留其空间关系。将嵌入序列输入到Transformer模块,并经过全连接层进行分类处理,最终输出预测的类别。本发明引入了动态学习策略,在不同的训练阶段动态调整损失函数中的样本权重,能够减轻模型的累积误差,同时有效地处理不确定样本。
背景技术
肝脏局灶性病变中的肝癌的高发病率和死亡率使得它是全球第六大最常诊断的癌症,也是癌症死亡的第三大原因。恶性肝脏肿瘤主要包括原发性肝癌(HepatocellularCarcinoma,HCC),胆管内肝癌(Intrahepatic Cholangiocarcinoma,ICC),以及继发性肝癌(metastatic liver cancer,MET),在临床治疗中除了肝癌,良性肿瘤血管瘤(Hemangioma,HEM),局灶性结节增生(Focal Nodular Hyperplasia,FNH)和肝囊肿(CYST)也经常遇见。不同类型的肿瘤的治疗策略各不相同以及预后也呈现两极分化。准确诊断对治疗计划和患者预后至关重要。诊断这些病变的传统方法在很大程度上依赖于人工,这可能是耗时的,并受到观察者之间的差异影响。
医学图像可用于肝脏局灶性病变(FLL)的分类, Shiraishi等开发了一种计算机辅助诊断(CAD)系统,利用增强超声微流成像颗粒分析系统对FLL进行分类。该诊断系统首先提取了包含时间、形态学和灰度图像在内的43个特征,从上述43个特征中选择16个特征作为6个级联的人工神经网络的输入,从而实现5种FLL的分类。Rognin等开发了一种新的参数成像技术,将不同的特征映射到单个动态血管模式参数图像中,该参数图像可以作为表征病变类型的诊断辅助工具。Kondo等提出了一种新的方法,用于提取超声图像的空间和时间特征,后续使用SVM方法将FLL分为HCC、肝转移和良性肿瘤。Gatos等也开发了一种基于SVM的非增强T2加权MRI FLL分类系统。首先,利用马尔科夫随机场对每个FLL进行分割,分别提取42个纹理特征和12个形态特征;其次,采用逐步多元线性回归分析进行特征选择,并利用SVM分类器对病变进行分类。但是,使用人工设计特征进行FLL分类是有局限性的,首先,人工设计特征依赖于专家的经验和知识,局限于专家对病灶特征的理解;其次,分类的有效性过度依赖于所选择的特征;第三,人工设计的特征在设计完成后是固定的,无法随着数据集的变化进行动态优化。随着模式识别和视觉分析技术的发展,计算机辅助肝癌图像自动分析已成为可能。与传统的人工设计特征相比,计算机辅助方法可以从医学图像种选择最有用的特征,这种自动化的特征提取过程不仅提高了效率,还能捕捉到一些人眼难以察觉的细微模式。
目前的研究主要集中于肝细胞癌(HCC)的诊断,而对其他常见肝肿瘤的诊断关注较少。尽管一些研究已在这些领域取得了初步进展,但由于训练数据集的规模不足、外部验证的范围有限以及验证结果的稳定性较差,这些方法在临床应用中仍面临一定的不确定性和挑战。
实现思路