基于Faster R-CNN及CBP改进的连续切片肾小球目标检测与分类算法
发布时间：2021-10-19 21:06
目的:肾脏连续组织切片中的微细结构检测对于基础肾脏学的研究具有重要意义,随着深度学习与计算机辅助技术的发展,通过计算机视觉中的目标检测算法实现肾脏微细结构的识别并进行肾小球发育时期的分类,可以为肾脏的发生发育和肾小球的发生发育形态学研究提供手段。研究方法:本研究选取了三个小鼠肾脏发育时期的连续切片图像,包括胚龄14天,胚龄17天和出生后5天,总计265张图像,标记了18098个肾小球作为研究的数据集。通过数据增强方法缓解肾小球发生发育过程中四个时期的数据分布不均衡情况。为解决肾脏组织切片图像中肾小球的识别任务,本实验采用基于Faster R-CNN的深度学习目标识别算法,利用ResNet-50-FPN网络作为基础特征提取器,实现三个不同发育时期的小鼠肾脏中肾小球的检测及不同肾小球发育时期的分类。为了提高二维切片中肾小球检测模型的性能,本研究提出了互补候选框算法,根据二维序列式图像的特点,建立虚拟三维目标空间,利用三维离散目标的识别结果对二维连续图像目标的识别结果进行修正。结果:本研究对多个数据集进行训练和测试,包括原始数据集及其三个肾脏发育时期的数据子集和数据增强后数据集及其三个肾脏发...
【文章来源】：中国医科大学辽宁省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
肾脏切片图像
中国医科大学硕士学位论文6号状的肾小体结构，因此称为逗号小体；S小体是在肾小囊一侧的第二个裂隙出现后形成的；随着毛细血管的不断增加，肾小体逐渐呈现卵圆状，足细胞整齐排列，即进入毛细血管袢期；足突不断增多，肾小囊的腔体扩大，形成成熟期肾小体结构[21,22]。图2.3不同时期的大鼠肾小体结构图，第一组为光镜下大鼠肾小体经H-E染色，40x下示意图。第二组为电镜下经电子染色的大鼠肾小体示意图，标尺示5μm。从左到右（即从A-D）分别代表肾小球四个不同的发育时期[21]。2.2.2ImageJ软件的标记方法本实验中肾小球的标签制作工作利用ImageJ软件完成，由两名来自中国医科大学基础医学实验室经验丰富的肾脏学研究人员进行指导。ImageJ软件基于Java语言实现对图像的处理和分析工作。该软件完全免费，易于操作且功能庞大，包含有多种滤波器、二值化处理、FFT变换、直方图分析、图像测量与变换和三维可视化等。因此本实验利用其对三组肾脏连续切片上肾小球的标签进行手工标记，得到的标签信息用xml文件进行保存。ImageJ的操作窗口如下图2.4所示。图2.4ImageJ软件的操作窗
中国医科大学硕士学位论文6号状的肾小体结构，因此称为逗号小体；S小体是在肾小囊一侧的第二个裂隙出现后形成的；随着毛细血管的不断增加，肾小体逐渐呈现卵圆状，足细胞整齐排列，即进入毛细血管袢期；足突不断增多，肾小囊的腔体扩大，形成成熟期肾小体结构[21,22]。图2.3不同时期的大鼠肾小体结构图，第一组为光镜下大鼠肾小体经H-E染色，40x下示意图。第二组为电镜下经电子染色的大鼠肾小体示意图，标尺示5μm。从左到右（即从A-D）分别代表肾小球四个不同的发育时期[21]。2.2.2ImageJ软件的标记方法本实验中肾小球的标签制作工作利用ImageJ软件完成，由两名来自中国医科大学基础医学实验室经验丰富的肾脏学研究人员进行指导。ImageJ软件基于Java语言实现对图像的处理和分析工作。该软件完全免费，易于操作且功能庞大，包含有多种滤波器、二值化处理、FFT变换、直方图分析、图像测量与变换和三维可视化等。因此本实验利用其对三组肾脏连续切片上肾小球的标签进行手工标记，得到的标签信息用xml文件进行保存。ImageJ的操作窗口如下图2.4所示。图2.4ImageJ软件的操作窗
【参考文献】：
期刊论文
[1]大鼠肾小体发生发育的形态学变化[J]. 宋小峰,张振兴,郭敏. 解剖学杂志. 2008(01)
[2]肾脏的发育[J]. 白海涛,易著文. 国外医学(泌尿系统分册). 2004(S1)
[3]小鼠肾小体的生长曲线[J]. 王灵均,郭敏. 解剖学杂志. 2003(05)
本文编号：3445601
【文章来源】：中国医科大学辽宁省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
肾脏切片图像
中国医科大学硕士学位论文6号状的肾小体结构，因此称为逗号小体；S小体是在肾小囊一侧的第二个裂隙出现后形成的；随着毛细血管的不断增加，肾小体逐渐呈现卵圆状，足细胞整齐排列，即进入毛细血管袢期；足突不断增多，肾小囊的腔体扩大，形成成熟期肾小体结构[21,22]。图2.3不同时期的大鼠肾小体结构图，第一组为光镜下大鼠肾小体经H-E染色，40x下示意图。第二组为电镜下经电子染色的大鼠肾小体示意图，标尺示5μm。从左到右（即从A-D）分别代表肾小球四个不同的发育时期[21]。2.2.2ImageJ软件的标记方法本实验中肾小球的标签制作工作利用ImageJ软件完成，由两名来自中国医科大学基础医学实验室经验丰富的肾脏学研究人员进行指导。ImageJ软件基于Java语言实现对图像的处理和分析工作。该软件完全免费，易于操作且功能庞大，包含有多种滤波器、二值化处理、FFT变换、直方图分析、图像测量与变换和三维可视化等。因此本实验利用其对三组肾脏连续切片上肾小球的标签进行手工标记，得到的标签信息用xml文件进行保存。ImageJ的操作窗口如下图2.4所示。图2.4ImageJ软件的操作窗
中国医科大学硕士学位论文6号状的肾小体结构，因此称为逗号小体；S小体是在肾小囊一侧的第二个裂隙出现后形成的；随着毛细血管的不断增加，肾小体逐渐呈现卵圆状，足细胞整齐排列，即进入毛细血管袢期；足突不断增多，肾小囊的腔体扩大，形成成熟期肾小体结构[21,22]。图2.3不同时期的大鼠肾小体结构图，第一组为光镜下大鼠肾小体经H-E染色，40x下示意图。第二组为电镜下经电子染色的大鼠肾小体示意图，标尺示5μm。从左到右（即从A-D）分别代表肾小球四个不同的发育时期[21]。2.2.2ImageJ软件的标记方法本实验中肾小球的标签制作工作利用ImageJ软件完成，由两名来自中国医科大学基础医学实验室经验丰富的肾脏学研究人员进行指导。ImageJ软件基于Java语言实现对图像的处理和分析工作。该软件完全免费，易于操作且功能庞大，包含有多种滤波器、二值化处理、FFT变换、直方图分析、图像测量与变换和三维可视化等。因此本实验利用其对三组肾脏连续切片上肾小球的标签进行手工标记，得到的标签信息用xml文件进行保存。ImageJ的操作窗口如下图2.4所示。图2.4ImageJ软件的操作窗
【参考文献】：
期刊论文
[1]大鼠肾小体发生发育的形态学变化[J]. 宋小峰,张振兴,郭敏. 解剖学杂志. 2008(01)
[2]肾脏的发育[J]. 白海涛,易著文. 国外医学(泌尿系统分册). 2004(S1)
[3]小鼠肾小体的生长曲线[J]. 王灵均,郭敏. 解剖学杂志. 2003(05)
本文编号：3445601
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