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World File Search System垂体瘤
使用 MRI 图像和 AI 进行脑肿瘤分类
摘要：脑肿瘤是儿科和成人医疗保健领域的重大挑战，占原发性中枢神经系统 (CNS) 肿瘤的大多数，每年影响约 11,700 人。在 5 年内，被诊断患有癌性脑肿瘤或 CNS 肿瘤的男性存活率徘徊在 34%，女性存活率徘徊在 36%。这些肿瘤多种多样，从良性到恶性，包括垂体瘤等。有效的治疗计划和准确的诊断对于改善患者预后至关重要。磁共振成像 (MRI) 是肿瘤检测的基石，可产生大量图像数据供放射科医生解释。然而，由于脑肿瘤特征固有的复杂性，手动检查这些图像很容易出错。由机器学习 (ML) 和人工智能 (AI) 驱动的自动分类技术提供了一种有希望的途径，与手动方法相比，它始终表现出更高的准确性。因此，提出一个集成深度学习技术（如人工神经网络 (ANN) 和卷积神经网络 (CNN) 算法）和迁移学习 (TL) 的系统，可以彻底改变全球脑肿瘤检测和分类。这种创新方法将为医疗专业人员提供宝贵的支持，提高诊断准确性，并最终改善患者对抗脑肿瘤的结果。关键词：FCM、CNN、分割、SVM、医学图像
使用遗传算法对 MRI 图像中的脑肿瘤进行分类...
脑肿瘤对大多数患者来说是致命的，肿瘤细胞的不同性质需要使用综合医疗措施，对此类肿瘤进行分类对放射科医生来说是一项艰巨的任务。基于 PC 的诊断结构已被用于辅助使用磁共振成像 (MRI) 诊断脑肿瘤。从神经网络的最低层检索一般功能，这些最低层负责捕获原始输入数据中的低级特征和模式，这些特征和模式对于原始图像来说可能是特别独特的。为了验证这一点，EfficientNetB3 预训练模型用于对三种类型的脑肿瘤进行分类：神经胶质瘤、脑膜瘤和垂体瘤。首先，从预训练的 EfficientNetB3 版本中获取几个 EfficientNet 模块的特征来定位脑肿瘤。使用三种类型的脑肿瘤数据集来评估每种方法。与现有的深度学习模型相比，EfficientNetB3 和遗传算法的连接函数具有更高的准确性。还采用了 Tensor Flow 2 和 Nesterov 加速自适应矩估计 (Nadam) 来改进模型训练过程，使其更快、更好。所提出的使用 CNN 的技术达到了 99.56% 的准确率、98.9% 的灵敏度、98.6% 的特异性、98.9% 的 F 分数、98.9% 的精确度和 99.54% 的召回率。
使用深度卷积神经网络和全局平均池化对脑 MRI 图像中的肿瘤进行分类
摘要：如果检测不准确，脑肿瘤会引起严重的健康并发症并导致死亡。因此，早期检测脑肿瘤并准确分类脑肿瘤类型在诊断中起着重要作用。最近，基于深度卷积神经网络 (DCNN) 的方法使用脑磁共振成像 (MRI) 图像在检测和分类任务中表现出色。然而，DCNN 架构的准确性取决于数据样本的训练，因为它需要更精确的数据才能获得更好的输出。因此，我们提出了一种基于迁移学习的 DCNN 框架来对脑肿瘤进行分类，例如脑膜瘤、神经胶质瘤和垂体瘤。我们使用预先训练的 DCNN 架构 VGGNet，该架构之前已在大型数据集上进行训练，并用于将其学习参数迁移到目标数据集。此外，我们还采用了迁移学习方面，例如微调卷积网络并冻结卷积网络的各层以获得更好的性能。此外，此方法在输出端使用全局平均池化 (GAP) 层来避免过度拟合问题和梯度消失问题。在 Figshare 数据集上对所提出的架构进行了评估，并与基于深度学习的竞争性脑肿瘤分类方法进行了比较。我们提出的方法产生了 98.93% 的测试准确率，并且优于当代基于学习的方法。
基于深度学习的自动脑肿瘤分析
分割是对图像进行划分，使其更有意义且更易于分析。在本研究中，使用 Otsu 阈值对肿瘤进行分割。这有助于从健康组织中定位肿瘤区域，这对于计划治疗和患者随访是必需的。整个肿瘤分析过程是在 MATLAB 中用户友好的 App 设计器中实现的。1.1 目标 为医学领域贡献深度学习技术，使肿瘤分析更准确、更高效。 通过多模态融合结果实现一种自动肿瘤分类和分割算法，以供进一步分析。 使用 MATLAB 中的 App 设计器显示整个肿瘤分析过程。2. 材料与方法由于大脑结构复杂，脑肿瘤分析过程是一项艰巨的任务。肿瘤分析过程涉及四个模块：预处理、多模态融合、肿瘤分类和分割。最后，使用 App 设计器在 MATLAB 2020b 中实现这些模块，它很吸引人且易于使用。 2.1 数据集我们使用公开的 Kaggle 数据集，其中训练集用于训练模型，验证集用于评估所提出的集成。训练集包括 395 张无肿瘤图像、826 张胶质瘤图像、822 张脑膜瘤图像和 827 张垂体瘤图像。我们
利用机器学习检测脑肿瘤的新方法
摘要简介：异常的脑细胞包括脑瘤，它会导致严重的器官功能障碍，甚至导致死亡。这些肿瘤的大小、纹理和位置各异。诊断脑瘤的过程非常耗时，需要放射科医生的专业知识。脑瘤分为神经胶质瘤、脑膜瘤、垂体瘤和非肿瘤。随着患者数量和数据量的增加，传统方法变得成本高昂且效率低下。方法：研究人员开发了检测和分类脑瘤并优先考虑准确性和效率的算法。深度学习 (DL) 技术越来越多地用于创建能够精确诊断或分割脑瘤的自动化系统，特别是用于脑癌分类。这种方法支持在医学成像中使用迁移学习模型。提出的模型是对 Xception 模型组件的修改，通过添加大量参数来提高 Xception 模型的效率。结果：将提出的 Xception 模型应用于 Masoud Nickparvar 脑肿瘤 MRI 数据集，准确率为 99.6%，灵敏度为 99.7%，特异性为 99.7%，F1 得分为 99.9%。讨论：提出的模型的效率参数确保它是一种诊断脑肿瘤的有效模型。与其他模型的比较分析表明，提出的框架对于及时检测各种脑肿瘤具有很高的可靠性。结论：结果证实了我们提出的模型的有效性，与以前的模型相比，该模型在肿瘤检测方面获得了更高的整体准确率。因此，提出的模型被认为是专家诊断脑肿瘤的宝贵决策工具。
精准度与泛化度的结合：通过预训练的 DenseNet 结合全局平均池化和超参数调整来增强脑肿瘤分类
脑肿瘤死亡率高，治疗选择有限，是全球重大健康问题。这些肿瘤是由脑内细胞异常生长引起的，大小和形状各异，因此，对于医疗专业人员来说，通过磁共振成像 (MRI) 扫描手动检测它们是一项主观且具有挑战性的任务，因此需要自动化解决方案。本研究探讨了深度学习（特别是 DenseNet 架构）自动化脑肿瘤分类的潜力，旨在提高临床应用的准确性和通用性。我们利用了 Figshare 脑肿瘤数据集，该数据集包含 233 名患者的 3,064 张 T1 加权增强 MRI 图像，这些患者患有三种常见肿瘤类型：脑膜瘤、神经胶质瘤和垂体瘤。使用来自 ImageNet 的迁移学习评估了四种预训练的深度学习模型——ResNet、EfficientNet、MobileNet 和 DenseNet。DenseNet 实现了最高的测试集准确率 96%，优于 ResNet（91%）、EfficientNet（91%）和 MobileNet（93%）。因此，我们专注于提高 DenseNet 的性能，同时将其视为基础模型。为了增强基础 DenseNet 模型的通用性，我们实施了一种微调方法，该方法采用了正则化技术，包括数据增强、dropout、批量归一化和全局平均池化，并结合了超参数优化。这种增强的 DenseNet 模型实现了 97.1% 的准确率。我们的研究结果证明了 DenseNet 结合迁移学习和微调对脑肿瘤分类的有效性，凸显了其在临床环境中提高诊断准确性和可靠性的潜力。
利用深度学习进行 MRI 脑肿瘤分类
MRI（磁共振成像）是一种广泛使用的非侵入性肿瘤检测诊断工具。该项目比较了各种机器和深度学习模型在 MRI 扫描中对脑肿瘤（神经胶质瘤、脑膜瘤、垂体瘤和无肿瘤）进行分类时的表现，并与受过训练的放射科医生设定的标准进行了比较。部署的模型包括卷积神经网络 (CNN)、源向量机 (SVM)、随机森林分类器 (RFC)、几种迁移学习模型以及 MobleNetV2 到 SVM 的混合模型。每个模型都根据预处理和标准化数据的相同训练测试分割进行训练。采用适当的超参数调整和模型特定的优化来实现最高准确度并保持稳健性。生成了准确度指标和混淆矩阵来评估模型的有效性。此外，人工降级了一个单独的测试数据集来模拟低场 MRI 扫描，以评估模型的稳健性。在有和没有数据增强的情况下评估模型性能，数据增强包括对训练集进行随机降级、旋转、翻转和缩放。研究表明，放射科医生的总体诊断准确率为 87%：RFC 准确率为 94%，SVM 准确率为 95%，VGG16（最准确的迁移学习模型）准确率为 97.9%，混合 MobileNetV2/SVM 准确率为 98.2%，CNN 准确率为 97.6%。所有模型的放射科医生平均准确率更高，其中混合模型表现最佳。在降级数据集上测试以模拟低场 MRI 时，增强大大改善了 SVM 和 RFC 模型的结果；但是，在降级图像上测试时，CNN 模型的准确性受到的影响很小，增强无效。
基于数据增强的 YOLOv8 用于 MRI 脑肿瘤...
摘要。目的：本研究旨在使用 YOLOv8 架构和数据增强技术来检测脑膜瘤、神经胶质瘤和垂体脑瘤。方法：本研究采用 YOLOv8 架构和数据增强技术来检测脑膜瘤、神经胶质瘤和垂体脑瘤。该研究收集了一组 T1 加权对比增强图像。该数据集用于训练、验证和测试。应用预处理和增强来增强训练数据。结果：应用数据增强技术后，所有肿瘤类型的表现都显着改善。与增强前的结果相比，脑膜瘤、神经胶质瘤和垂体瘤的准确率、召回率和 mAP50 得分都有所提高。研究结果强调了该方法在增强模型在 MRI 扫描中准确检测脑肿瘤的能力方面的有效性。有增强和无增强的研究都遵循类似的程序：首先进行数据收集，然后进行预处理，然后进行或不进行增强。随后，将收集到的数据分成训练和验证子集，用YOLOv8架构进行训练。最后，通过测试评估模型的性能，以评估其在检测脑肿瘤方面的有效性。 新颖性：这项研究的新颖性在于YOLOv8架构和用于MRI脑肿瘤检测的数据增强技术。该研究通过展示基于深度学习的方法在自动化检测过程和提高模型性能方面的有效性，为现有知识做出了贡献。通过将YOLOv8与数据增强相结合，提出的方法提高了模型的准确性和效率。研究结果强调了这种方法在促进早期诊断和治疗计划方面的潜力，从而在脑肿瘤检测的背景下改善患者护理。 关键词：深度学习、物体检测、脑肿瘤、YOLOv8、数据增强 收到日期：2023年7月/修订日期：2023年7月/接受日期：2023年8月 本作品根据知识共享署名4.0国际许可协议进行许可。
NeuroInsight：一种革命性的自适应框架，用于医学成像中精确的脑肿瘤分类，使用自适应深度学习
摘要 - 本研究提出了一个强大的脑肿瘤分类框架，首先是对 233 名患者的细致数据整理。该数据集包含各种 T1 加权对比增强图像，涵盖脑膜瘤、神经胶质瘤和垂体瘤类型。采用严格的组织、预处理和增强技术来优化模型训练。所提出的自适应模型采用了一种尖端算法，利用了自适应对比度限制直方图均衡化 (CLAHE) 和自适应空间注意。CLAHE 通过根据每个区域的独特特征调整对比度来增强灰度图像。通过注意层实现的自适应空间注意动态地为空间位置分配权重，从而增强对关键大脑区域的敏感性。该模型架构集成了迁移学习模型，包括 DenseNet169、DenseNet201、ResNet152 和 InceptionResNetV2，从而提高了其稳健性。 DenseNet169 充当特征提取器，通过预训练权重捕获分层特征。批量归一化、dropout、层归一化和自适应学习率策略等组件进一步丰富了模型的适应性，减轻了过度拟合并在训练期间动态调整学习率。技术细节（包括使用 Adam 优化器和 softmax 激活函数）强调了模型的优化和多类分类能力。所提出的模型融合了迁移学习和自适应机制，成为医学成像中脑肿瘤检测和分类的有力工具。它对脑肿瘤图像的细致理解，通过自适应注意力机制的促进，使其成为神经成像计算机辅助诊断的一项有希望的进步。该模型利用具有自适应机制的 DenseNet201，超越了以前的方法，实现了 94.85% 的准确率、95.16% 的精确率和 94.60% 的召回率，展示了其在具有挑战性的医学图像分析领域提高准确率和泛化的潜力。关键词：NeuroInsight、脑肿瘤分类、医学影像、自适应深度学习、自适应框架。1. 简介通过整合最先进的技术，特别是在深度学习领域，医学诊断领域经历了前所未有的进步。这一进步的一个显著例子是使用自适应深度学习进行脑肿瘤分期分类，这是一种新颖的方法，它不仅利用了深度学习的能力，而且还能动态适应脑肿瘤分期固有的复杂性，在诊断中呈现出更高的精确度和个性化水平。在医疗保健领域，脑肿瘤因其表现形式多样、严重程度各异而成为一项艰巨的挑战。传统的肿瘤分类方法经常难以准确描述肿瘤分期的细微细节。在此背景下引入自适应深度学习标志着一种范式转变，它赋予诊断过程一种自学习机制，该机制会随着遇到的每个数据集不断发展和完善自身[1] – [4]。这种开创性方法的基础要素是一种先进的深度学习算法，其特点是动态和自适应性。自适应深度学习方法与典型的深度学习模型不同，它不断修改其参数以响应输入数据的独特特征，而不是依赖于固定的、预定的架构。这种自适应能力确保了对与脑肿瘤分期相关的复杂性的更细致入微和针对具体情况的理解[5] – [7]。