面向骨关节炎的磁共振影像细粒度分析

发布时间：2021-08-22 03:01

　　骨关节炎是一种发病率很高的关节退行性病变。本课题通过对膝关节磁共振图像（MRI,Magnetic Resonance Imaging）进行细粒度分析,对骨关节炎患者胫股关节软骨下骨的病理改变进行研究。本课题所使用的数据集包含64例被试,其中31例为健康被试,33例为轻度骨关节炎患者。数据集的骨小梁结构分析结果显示,胫股关节软骨下骨在骨关节炎早期就已发生结构改变。为了对软骨下骨的病理变化进行较为准确的定位分析,本课题提出了一种面向膝关节骨关节炎的MRI图像细粒度分析方法。数据集提供的MRI图像在经过必要的预处理后,被分解为多个粒度逐渐精细的成分。由此可以在软骨下骨的不同位置计算得到大量放射组学纹理特征。根据不同位置具有显著组间差异特征的数量,可以初步确定软骨下骨骨关节炎病理改变的初始位置。本课题通过训练一组基于支持向量机（SVM,Support Vector Machine）的分类模型,对纹理特征分析的结论进行了进一步验证。面向膝关节骨关节炎的MRI图像细粒度分析表明,胫股关节软骨下骨的病理改变在不同位置存在差异。相较于其他区域,股骨内侧髁前段和中段交界处的病理改变更为明显。由此可以推断... 

【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

健康膝关节结构示意图[1]

上海交通大学硕士学位论文-11-进程。图1-2膝关节骨关节炎病理改变进程[1]Fig.1-2Diseaseprogressofkneeosteoarthritis[1]

上海交通大学硕士学位论文-28-相同。各级扩展通路结构之间通过一个2×2的反卷积层（up-convolution）相连。扩展通路各级结构输出的特征图谱经过反卷积层之后，尺寸加倍，通道数减半。反卷积层输出的特征图谱与对应收缩通路输出的特征图谱并置拼接（concatenate），构成扩展通路各级结构的输入。为了使两部分特征图谱的尺寸匹配，在并置拼接之前需要对来自收缩通路的特征图谱进行裁切（crop）。网络末端接有一个1×1卷积层，用于将最终的特征图谱映射为分割结果概率图谱。图3-5U-Net结构图[40]Fig.3-5U-Netarchitecture[40]U-Net收缩通路的四次最大值池化，使网络具备了提取多尺度特征的能力。在扩展通路各级结构的输入模块，经由反卷积得到的大尺度特征图谱与对应收缩通路提取得到的高分辨率特征图谱以并置的方式进行拼接。通过对拼接得到的特征图谱进行卷积，可以对多尺度的特征信息实现有效融合，进而提高分割结果的准确性。3.3训练数据集为了准确定位膝关节的各个结构，本课题在实验数据集被试的3DFFEMRI图像上对胫股关节及其对应软骨进行了分割。用于训练分割模型的数据由上海市第


本文编号：3356867