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一种轻量化的医学图像分割方法和系统

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2023-10-13 15:54:41

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:天津市滨海新区| 宋学姮 | 2023-10-25 17:08:12

本发明涉及一种轻量化的医学图像分割方法和系统。该方法及系统包括:对医学图像进行空间域的细节特征提取,获取细节特征图;对医学图像进行频域的语义特征提取,获取语义特征图;对细节特征图和语义特征图进行特征融合,并进行上采样获得与原图同大小分辨率的特征图,之后使用卷积实现图像分割。本发明在保证医学图像分割的准确率的同时降低了网络的参数规模和运算量,实现在CPU上的实时图像分割,解决在算力不足的情况下医学图像分割网络难以实现高精度下的实时分割问题。

权利要求 1.一种轻量化的医学图像分割方法,其特征在于,包括以下步骤: 对医学图像进行空间域的细节特征提取,获取细节特征图; 对医学图像进行频域的语义特征提取,获取语义特征图; 对细节特征图和语义特征图进行特征融合,并进行上采样获得与原图同大小分辨率的特征图,之后使用卷积实现图像分割。 2.根据权利要求1所述的轻量化的医学图像分割方法,其特征在于,所述对医学图像进行空间域的细节特征提取,获取细节特征图包括: 将灰度医学图像作为输入,之后进行3个步长为2的3x 3卷积操作,其通道数分别是32、64、128; 再通过一个通道数为128的3x 3深度可分离卷积实现细节特征的提取。 3.根据权利要求1所述的轻量化的医学图像分割方法,其特征在于,所述对医学图像进行频域的语义特征提取,获取语义特征图包括: 先使用一个变换区域为8x 8的离散余弦变换将医学图像从空间域变换到频域,之后,频域特征图经过一个多尺度特征网络提取多尺度语义特征,并将之送入下一流程。

轻量化的医学图像分割方法和系统在医疗领域具有广泛的应用前景,特别是在提高医疗诊断和治疗的效率和准确性方面。以下是一些应用前景:


  1. 肿瘤检测与定位: 肿瘤在医学图像中的精确定位和分割对于癌症诊断和治疗规划至关重要。轻量化的图像分割系统可以提供高效的肿瘤检测,帮助医生快速确定肿瘤位置和边界。

  2. 脑部图像分析: 在神经科学领域,轻量化的图像分割方法可用于脑部图像的分割,如MRI和CT扫描,用于研究脑结构和神经疾病。

  3. 器官分割和容积测量: 在外科和放射治疗中,轻量化的图像分割系统可以用于器官分割和容积测量,有助于手术规划和治疗监测。

  4. 心脏图像分析: 在心脏疾病的诊断和治疗中,图像分割可用于分析心脏结构和功能。轻量化的方法可以提高心脏图像处理的效率。

  5. 骨骼分析和关节疾病诊断: 在骨科领域,分割系统可以用于骨骼结构的分析和关节疾病的诊断,有助于制定治疗方案。

  6. 血管图像分析: 在心血管领域,分割系统可以用于分析血管结构,检测血管疾病和引导介入手术。

  7. 眼科图像分析: 在眼科领域,图像分割可用于视网膜分层和眼部病变的检测,对于糖尿病视网膜病变等疾病的早期诊断非常重要。

  8. 医学研究和药物开发: 图像分割系统在医学研究中可以用于分析细胞结构、病理学研究和药物开发的监测。

  9. 自动化医疗报告生成: 轻量化的图像分割系统可以自动提取医学图像的关键信息,用于自动生成医疗报告,提高工作效率。

  10. 远程医疗和移动医疗: 轻量化的图像分割系统可以在远程医疗和移动医疗应用中使用,允许医生远程访问和分析患者的医学图像。

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轻量化的医学图像分割方法和系统可以为医疗领域和患者带来多种效益,包括但不限于以下几点:


  1. 提高诊断准确性: 这些系统能够帮助医生更准确地分割和分析医学图像,从而提高了疾病的诊断准确性。这对于癌症、心血管疾病、神经疾病等重大健康问题尤为重要。

  2. 提高医学图像处理效率: 轻量化的方法可以在较短时间内处理大量医学图像,减轻医护人员的工作负担,提高了医疗保健的效率。

  3. 定制化治疗计划: 通过对患者的医学图像进行分割和分析,可以为每位患者制定更个性化的治疗计划,提高治疗效果。

  4. 提高手术规划和导航: 在外科手术中,图像分割系统可用于规划手术过程和导航,减少了手术风险,提高了手术的成功率。

  5. 早期疾病检测: 这些系统有助于早期疾病检测,使医生能够更早地发现患者的健康问题,提高了治疗的成功机会。

  6. 远程医疗和移动医疗: 轻量化的分割系统可以在远程医疗和移动医疗应用中使用,允许医生远程访问和分析患者的医学图像,提高了医疗保健的可访问性。

  7. 减少医疗成本: 自动化的图像分割可以降低医疗保健系统的成本,减少了人力和时间成本,同时提高了资源利用效率。

  8. 医学研究和药物开发: 这些系统可以在医学研究和药物开发中提供强大的工具,帮助科学家更好地理解疾病机制,加速新药的研发。

技术转让

轻量化的医学图像分割方法和系统可以在医疗保健领域产生积极影响,提高医疗服务的质量和可访问性,促进科学研究的进展,并为创业和商业机会提供潜力。