丁香五月天婷婷久久婷婷色综合91|国产传媒自偷自拍|久久影院亚洲精品|国产欧美VA天堂国产美女自慰视屏|免费黄色av网站|婷婷丁香五月激情四射|日韩AV一区二区中文字幕在线观看|亚洲欧美日本性爱|日日噜噜噜夜夜噜噜噜|中文Av日韩一区二区

您正在使用IE低版瀏覽器,為了您的雷峰網(wǎng)賬號安全和更好的產(chǎn)品體驗,強烈建議使用更快更安全的瀏覽器
此為臨時鏈接,僅用于文章預(yù)覽,將在時失效
人工智能開發(fā)者 正文
發(fā)私信給圖普科技
發(fā)送

0

深度學(xué)習(xí)下的醫(yī)學(xué)圖像分析(一)

本文作者: 圖普科技 編輯:谷磊 2017-06-29 20:26
導(dǎo)語:本文將從“圖像處理”和“醫(yī)學(xué)圖像格式數(shù)據(jù)”入手,并可視化一些醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)。

雷鋒網(wǎng)按:本文由圖普科技編譯自《Medical Image Analysis with Deep Learning 》,雷鋒網(wǎng)獨家首發(fā)。

近年來,深度學(xué)習(xí)技術(shù)一直都處于科研界的前沿。憑借深度學(xué)習(xí),我們開始對圖像和視頻進行分析,并將其應(yīng)用于各種各樣的設(shè)備,比如自動駕駛汽車、無人駕駛飛機,等等。

A Neural Algorithm of  Artistic  Style是一篇最新發(fā)表的研究性論文,論文向我們介紹了如何將一種風(fēng)格和氣質(zhì)從藝術(shù)家身上轉(zhuǎn)移至一張圖像,并由此創(chuàng)建出另一張新圖像。其他的一些論文,比如Generative Adversarial  NetworksWasserstein GAN,也已經(jīng)為開發(fā)模型鋪平了道路,這個模型能夠創(chuàng)建出與輸入數(shù)據(jù)相似的新數(shù)據(jù)。由此,“半監(jiān)督學(xué)習(xí)”世界的大門被打開了,未來“無監(jiān)督學(xué)習(xí)”的發(fā)展也將更加順利。

盡管這些調(diào)查研究的對象現(xiàn)在僅限于一般的圖像,但我們的目標(biāo)是將這些研究運用到醫(yī)學(xué)圖像中,幫助醫(yī)療保健的發(fā)展。在本文中,我將從圖像處理和醫(yī)學(xué)圖像格式數(shù)據(jù)入手,并對一些醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)進行可視化處理。在下一篇文章中,我將進深入剖析一些卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),并將其與Keras聯(lián)合,預(yù)測肺癌。

使用Python進行基本的圖像處理

OpenCV(開源計算機視覺庫)憑借其大量社區(qū)支持,以及對C++,Java和Python的可兼容性,在琳瑯滿目的圖像處理庫中脫穎而出,成為了圖像處理庫的主流。深度學(xué)習(xí)下的醫(yī)學(xué)圖像分析(一)

現(xiàn)在,打開你的Jupyter筆記本,并且確定cv2是能夠?qū)胫凉P記本的。你還需要numpy和matplotlib來查看筆記本內(nèi)的細節(jié)內(nèi)容。

深度學(xué)習(xí)下的醫(yī)學(xué)圖像分析(一)

現(xiàn)在,我們來看一下你能不能打開圖片,能不能用下面的代碼在你的筆記本上查看圖片。

深度學(xué)習(xí)下的醫(yī)學(xué)圖像分析(一)

基本的人臉檢測

接下來,我們要玩些有趣的——檢測人臉。我們將使用一個開源的正臉檢測器來進行人臉檢測,這個檢測器最初是由Rainer Lienhart創(chuàng)建的。下圖這個帖子詳細地介紹了級聯(lián)檢測的細節(jié):

深度學(xué)習(xí)下的醫(yī)學(xué)圖像分析(一)

在下面的文檔中還有很多使用OpenCV進行圖像處理的例子(點擊鏈接查看文檔http://docs.opencv.org/trunk/d6/d00/tutorial_py_root.html),讀者們可以任意查看。了解了基本的圖像處理以后,接下來我們將開始了解“醫(yī)學(xué)圖像格式”。

醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)格式

醫(yī)學(xué)圖像與“數(shù)字影像和通訊”(DICOM)一樣,是一個儲存和交換醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)解決方案。該標(biāo)準(zhǔn)自1985年第一版發(fā)布以來,已經(jīng)被修改了好幾次。該標(biāo)準(zhǔn)使用的是一個文件格式和一個通訊協(xié)議。

  • 文件格式——所有病人的醫(yī)學(xué)圖像都被保存在DICOM文件格式里。這個格式中保存著病人的受保護健康信息,比如:病人姓名、性別、年齡,還有一些醫(yī)療圖像的數(shù)據(jù)?!搬t(yī)學(xué)成像設(shè)備”創(chuàng)建了DICOM文件。醫(yī)生們使用DICOM閱讀器和能夠顯示DICOM圖像的電腦軟件應(yīng)用程序來查看醫(yī)學(xué)圖像,并且根據(jù)圖像的信息作出診斷。

  • 通訊協(xié)議——DICOM通訊協(xié)議是用來在檔案中搜索影像研究,并將影像研究還原顯示的。所有連接了醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)的醫(yī)學(xué)成像應(yīng)用程序都會使用DICOM協(xié)議交換信息,這些信息中的大部分是DICOM圖像,不過還包括了一些患者信息和治療方案。還有一些網(wǎng)絡(luò)要求是用于控制和跟蹤手術(shù)、安排手術(shù)日程、報告狀態(tài),以及分擔(dān)醫(yī)生和成像設(shè)備之間的工作量的。

下面的博客詳細地介紹了DICOM標(biāo)準(zhǔn):

分析DICOM圖像

Pydicom是一個相當(dāng)不錯的、用于分析DICOM圖像的Python工具包。在這個部分,我們將會看到DICOM圖像是如何在Jupyter筆記本上呈現(xiàn)的。

使用pip安裝pydicom下載安裝OpenCV

Pydicom工具包安裝完畢以后,回到Jupyter筆記本。將dicom工具包和下圖中的其他工具包導(dǎo)入筆記本中。

深度學(xué)習(xí)下的醫(yī)學(xué)圖像分析(一)

在處理和分析數(shù)據(jù)時,我們還會用到其他的工具包,比如pandas,scipy,skimage和mpl_toolkit,等等。

深度學(xué)習(xí)下的醫(yī)學(xué)圖像分析(一)

網(wǎng)上有很多免費的DICOM數(shù)據(jù)庫,下面的這些數(shù)據(jù)庫可能對你有所幫助:

  • Kaggle競賽和數(shù)據(jù)庫:這是我個人最喜歡的數(shù)據(jù)庫。這里面有關(guān)于肺癌和糖尿病視網(wǎng)膜病變的數(shù)據(jù)。

  • Dicom數(shù)據(jù)庫:DICOM數(shù)據(jù)庫是一個免費的線上醫(yī)學(xué)DICOM圖像或視頻分享的服務(wù)器,它主要是以教學(xué)和科研為目的的。

  • Osirix數(shù)據(jù)庫:這個數(shù)據(jù)庫向我們提供了大量通過各種成像方式獲得的人類數(shù)據(jù)。

  • 可視化人體數(shù)據(jù)集:“可視人計劃”的某些部分是分布于這個數(shù)據(jù)集的,但是這個數(shù)據(jù)集中的數(shù)據(jù)是需要收費的。

  • Zubal幻影:這個網(wǎng)站提供了關(guān)于兩名男性CT和MRI圖像的多個數(shù)據(jù)庫。

下載dicom文件,并將其上傳至你的jupyter筆記本。

深度學(xué)習(xí)下的醫(yī)學(xué)圖像分析(一)

現(xiàn)在,將DICOM圖像加載到一個列表中。

深度學(xué)習(xí)下的醫(yī)學(xué)圖像分析(一)

第一步:在Jupyter筆記本上查看DICOM圖像

深度學(xué)習(xí)下的醫(yī)學(xué)圖像分析(一)

在第一行,我們加載第一個DICOM文件,然后提取文件名在列表中排第一的元數(shù)據(jù)。深度學(xué)習(xí)下的醫(yī)學(xué)圖像分析(一)

接下來,我們要計算3DNumpy數(shù)組的總維數(shù),它等于片中像素的行數(shù)x、片中像素的列數(shù)x,還有x,y,z軸。最后,我們要用“像素空間”和“SliceThickness”來計算三個軸上像素間的空間距離。我們需要將數(shù)組維度保存在ConstPixelDims中,并將空間保存在ConstPixelSpacing中。深度學(xué)習(xí)下的醫(yī)學(xué)圖像分析(一)

深度學(xué)習(xí)下的醫(yī)學(xué)圖像分析(一)深度學(xué)習(xí)下的醫(yī)學(xué)圖像分析(一)第二步:進一步研究DICOM格式的細節(jié)

CT掃描測量的單元是“胡斯菲爾德單元”(HU),這個單元測量的是放射性密度。為了得到精確的測量結(jié)果,CT掃描儀經(jīng)過了嚴(yán)格的校準(zhǔn)。下面是關(guān)于CT掃描測量的細節(jié)內(nèi)容:

每個像素都會被分配一個數(shù)值(CT數(shù)),這個數(shù)值是相應(yīng)的voxel內(nèi)所有衰減值的平均值。這個數(shù)字是與水的衰減值相比較得出的,而且是以任意單元的規(guī)模顯示的,這個任意單元叫做“胡斯菲爾德單元”(HU),是以Godfrey Hounsfield先生的名字命名的。

這個任意單元的規(guī)模將水的衰減值定為零。CT數(shù)字的范圍是2000HU,盡管有一些現(xiàn)代掃描儀的HU范圍達到了4000。每個數(shù)值都代表了一種灰色陰影,在光譜兩端有+1000白色和-1000黑色。

深度學(xué)習(xí)下的醫(yī)學(xué)圖像分析(一)

胡斯菲爾德規(guī)模(圖片來自《CT的介紹》)

有些掃描儀是有柱狀掃描邊界的,但是其輸出的圖像確實方形的。在掃描邊界之外的像素將被賦予-2000的定值。

深度學(xué)習(xí)下的醫(yī)學(xué)圖像分析(一)

CT掃描儀圖像(圖片來自《CT的介紹》)

第一步通常是將這些值設(shè)置為零。接著,我們把得到的數(shù)值與重新調(diào)節(jié)的斜率相乘,再加上截距(通常是記錄在掃描的元數(shù)據(jù)中的),然后回到HU單元。

在接下來的部分,我們將會使用Kaggle的肺癌數(shù)據(jù)庫和Keras的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。我們將根據(jù)本文提供的信息,構(gòu)建下一部分的內(nèi)容。

雷峰網(wǎng)特約稿件,未經(jīng)授權(quán)禁止轉(zhuǎn)載。詳情見轉(zhuǎn)載須知。

深度學(xué)習(xí)下的醫(yī)學(xué)圖像分析(一)

分享:
相關(guān)文章

專欄作者

基于圖像識別技術(shù)多維度解讀圖片和視頻
當(dāng)月熱門文章
最新文章
請?zhí)顚懮暾埲速Y料
姓名
電話
郵箱
微信號
作品鏈接
個人簡介
為了您的賬戶安全,請驗證郵箱
您的郵箱還未驗證,完成可獲20積分喲!
請驗證您的郵箱
立即驗證
完善賬號信息
您的賬號已經(jīng)綁定,現(xiàn)在您可以設(shè)置密碼以方便用郵箱登錄
立即設(shè)置 以后再說