背景和目的:胃癌已经成为全球第五次常见的癌症,早期检测胃癌对于拯救生命至关重要。胃癌的组织病理学检查是诊断胃癌的金标准。然而,计算机辅助诊断技术是挑战,以评估由于公开胃组织病理学图像数据集的稀缺而评估。方法:在本文中,公布了一种贵族公共胃组织病理学子尺寸图像数据库(GashissdB)以识别分类器的性能。具体地,包括两种类型的数据:正常和异常,总共245,196个组织案例图像。为了证明图像分类领域的不同时期的方法在GashissdB上具有差异,我们选择各种分类器进行评估。选择七种古典机器学习分类器,三个卷积神经网络分类器和新颖的基于变压器的分类器进行测试,用于测试图像分类任务。结果:本研究采用传统机器学习和深入学习方法进行了广泛的实验,以证明不同时期的方法对GashissdB具有差异。传统的机器学习实现了86.08%的最佳精度率,最低仅为41.12%。深度学习的最佳准确性达到96.47%,最低为86.21%。分类器的精度率显着变化。结论:据我们所知,它是第一个公开的胃癌组织病理学数据集,包含大量的弱监督学习的图像。我们认为Gashissdb可以吸引研究人员来探索胃癌自动诊断的新算法,这可以帮助医生和临床环境中的患者。
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Background and Purpose: Colorectal cancer is a common fatal malignancy, the fourth most common cancer in men, and the third most common cancer in women worldwide. Timely detection of cancer in its early stages is essential for treating the disease. Currently, there is a lack of datasets for histopathological image segmentation of rectal cancer, which often hampers the assessment accuracy when computer technology is used to aid in diagnosis. Methods: This present study provided a new publicly available Enteroscope Biopsy Histopathological Hematoxylin and Eosin Image Dataset for Image Segmentation Tasks (EBHI-Seg). To demonstrate the validity and extensiveness of EBHI-Seg, the experimental results for EBHI-Seg are evaluated using classical machine learning methods and deep learning methods. Results: The experimental results showed that deep learning methods had a better image segmentation performance when utilizing EBHI-Seg. The maximum accuracy of the Dice evaluation metric for the classical machine learning method is 0.948, while the Dice evaluation metric for the deep learning method is 0.965. Conclusion: This publicly available dataset contained 5,170 images of six types of tumor differentiation stages and the corresponding ground truth images. The dataset can provide researchers with new segmentation algorithms for medical diagnosis of colorectal cancer, which can be used in the clinical setting to help doctors and patients.
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宫颈癌是女性中一种非常常见和致命的癌症类型。细胞病理学图像通常用于筛选这种癌症。鉴于在手动筛查期间可能发生许多错误,已经开发了一种基于深度学习的计算机辅助诊断系统。深度学习方法需要输入图像的固定维度,但临床医学图像的尺寸不一致。图像的纵横比在直接调整它们的同时受到影响。临床上,细胞病理学图像内的细胞的纵横比为医生诊断癌症提供重要信息。因此,很难直接调整大小。然而,许多现有研究直接调整了图像的大小,并获得了高度稳健的分类结果。为了确定合理的解释,我们进行了一系列比较实验。首先,预处理SipakMed数据集的原始数据以获得标准和缩放数据集。然后,将数据集调整为224 x 224像素。最后,22种深度学习模型用于分类标准和缩放数据集。该研究的结果表明,深度学习模型对宫颈细胞病理学图像中细胞的纵横比变化是鲁棒的。此结论也通过Herlev DataSet验证。
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乳腺癌是女性可能发生的最严重的癌症之一。通过分析组织学图像(HIS)来自动诊断乳腺癌对患者及其预后很重要。他的分类为临床医生提供了对疾病的准确了解,并使他们可以更有效地治疗患者。深度学习(DL)方法已成功地用于各种领域,尤其是医学成像,因为它们有能力自动提取功能。这项研究旨在使用他的乳腺癌对不同类型的乳腺癌进行分类。在这项研究中,我们提出了一个增强的胶囊网络,该网络使用RES2NET块和四个额外的卷积层提取多尺度特征。此外,由于使用了小的卷积内核和RES2NET块,因此所提出的方法具有较少的参数。结果,新方法的表现优于旧方法,因为它会自动学习最佳功能。测试结果表明该模型的表现优于先前的DL方法。
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近年来,大肠癌已成为危害人类健康最重要的疾病之一。深度学习方法对于结直肠组织病理学图像的分类越来越重要。但是,现有方法更多地集中在使用计算机而不是人类计算机交互的端到端自动分类。在本文中,我们提出了一个IL-MCAM框架。它基于注意机制和互动学习。提出的IL-MCAM框架包括两个阶段:自动学习(AL)和交互性学习(IL)。在AL阶段,使用包含三种不同注意机制通道和卷积神经网络的多通道注意机制模型用于提取多通道特征进行分类。在IL阶段,提出的IL-MCAM框架不断地将错误分类的图像添加到交互式方法中,从而提高了MCAM模型的分类能力。我们对数据集进行了比较实验,并在HE-NCT-CRC-100K数据集上进行了扩展实验,以验证拟议的IL-MCAM框架的性能,分别达到98.98%和99.77%的分类精度。此外,我们进行了消融实验和互换性实验,以验证三个通道的能力和互换性。实验结果表明,所提出的IL-MCAM框架在结直肠组织病理学图像分类任务中具有出色的性能。
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乳腺癌是全球女性死亡的主要原因之一。如果在高级阶段检测到很难治疗,但是,早期发现可以显着增加生存机会,并改善数百万妇女的生活。鉴于乳腺癌的普遍流行,研究界提出早期检测,分类和诊断的框架至关重要。与医生协调的人工智能研究社区正在开发此类框架以自动化检测任务。随着研究活动的激增,加上大型数据集的可用性和增强的计算能力,预计AI框架结果将有助于更多的临床医生做出正确的预测。在本文中,提出了使用乳房X线照片对乳腺癌进行分类的新框架。所提出的框架结合了从新颖的卷积神经网络(CNN)功能中提取的强大特征,以及手工制作的功能,包括猪(定向梯度的直方图)和LBP(本地二进制图案)。在CBIS-DDSM数据集上获得的结果超过了技术状态。
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现有的胃癌诊断深层学习方法,常用卷积神经网络。最近,视觉变压器由于其性能和效率而引起了极大的关注,但其应用主要在计算机视野领域。本文提出了一种用于Gashis变压器的多尺度视觉变压器模型,用于胃组织病理学图像分类(GHIC),其使微观胃图像自动分类为异常和正常情况。 GASHIS-COMPURANCER模型由两个关键模块组成:全球信息模块和局部信息模块有效提取组织病理特征。在我们的实验中,具有280个异常和正常图像的公共血毒素和曙红(H&E)染色的胃组织病理学数据集分为训练,验证和测试组,比率为1:1:2胃组织病理学数据集测试组精度,召回,F1分数和准确性分别为98.0%,100.0%,96.0%和98.0%。此外,进行了关键的研究以评估Gashis变压器的稳健性,其中添加了10个不同的噪声,包括四种对抗性攻击和六种传统图像噪声。此外,执行临床上有意义的研究以测试Gashis变压器的胃肠癌鉴定性能,具有620个异常图像,精度达到96.8%。最后,进行比较研究以测试在淋巴瘤图像数据集和乳腺癌数据集上的H&E和免疫组织化学染色图像的概括性,产生可比的F1分数(85.6%和82.8%)和精度(83.9%和89.4%) , 分别。总之,Gashistransformer演示了高分类性能,并在GHIC任务中显示出其显着潜力。
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组织学图像中核和腺体的实例分割是用于癌症诊断,治疗计划和生存分析的计算病理学工作流程中的重要一步。随着现代硬件的出现,大规模质量公共数据集的最新可用性以及社区组织的宏伟挑战已经看到了自动化方法的激增,重点是特定领域的挑战,这对于技术进步和临床翻译至关重要。在这项调查中,深入分析了过去五年(2017-2022)中发表的原子核和腺体实例细分的126篇论文,进行了深入分析,讨论了当前方法的局限性和公开挑战。此外,提出了潜在的未来研究方向,并总结了最先进方法的贡献。此外,还提供了有关公开可用数据集的概括摘要以及关于说明每种挑战的最佳性能方法的巨大挑战的详细见解。此外,我们旨在使读者现有研究的现状和指针在未来的发展方向上开发可用于临床实践的方法,从而可以改善诊断,分级,预后和癌症的治疗计划。据我们所知,以前没有工作回顾了朝向这一方向的组织学图像中的实例细分。
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计算机辅助诊断数字病理学正在变得普遍存在,因为它可以提供更有效和客观的医疗保健诊断。最近的进展表明,卷积神经网络(CNN)架构是一种完善的深度学习范式,可用于设计一种用于乳腺癌检测的计算机辅助诊断(CAD)系统。然而,探索了污染变异性因污染变异性和染色常规化的影响,尚未得到很好的挑战。此外,对于高吞吐量筛选可能是重要的网络模型的性能分析,这也不适用于高吞吐量筛查,也不熟悉。要解决这一挑战,我们考虑了一些当代CNN模型,用于涉及(1)的乳房组织病理学图像的二进制分类。使用基于自适应颜色解卷积(ACD)的颜色归一化算法来处理污染归一化图像的数据以处理染色变量; (2)应用基于转移学习的一些可动性更高效的CNN模型的培训,即视觉几何组网络(VGG16),MobileNet和效率网络。我们在公开的Brankhis数据集上验证了培训的CNN网络,适用于200倍和400x放大的组织病理学图像。实验分析表明,大多数情况下预染额网络在数据增强乳房组织病理学图像中产生更好的质量,而不是污染归一化的情况。此外,我们使用污染标准化图像评估了流行轻量级网络的性能和效率,并发现在测试精度和F1分数方面,高效网络优于VGG16和MOBILENET。我们观察到在测试时间方面的效率比其他网络更好; vgg net,mobilenet,在分类准确性下没有太大降低。
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为了产生最大的影响,必须使用基于证据的决策制定公共卫生计划。创建机器学习算法是为了收集,存储,处理和分析数据以提供知识和指导决策。任何监视系统的关键部分是图像分析。截至最近,计算机视觉和机器学习的社区最终对此感到好奇。这项研究使用各种机器学习和图像处理方法来检测和预测疟疾疾病。在我们的研究中,我们发现了深度学习技术作为具有更广泛适用于疟疾检测的智能工具的潜力,通过协助诊断病情,可以使医生受益。我们研究了针对计算机框架和组织的深度学习的共同限制,计算需要准备数据,准备开销,实时执行和解释能力,并发现对这些限制的轴承的未来询问。
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背景:宫颈癌严重影响了女性生殖系统的健康。光学相干断层扫描(OCT)作为宫颈疾病检测的非侵入性,高分辨率成像技术。然而,OCT图像注释是知识密集型和耗时的,这阻碍了基于深度学习的分类模型的培训过程。目的:本研究旨在基于自我监督学习,开发一种计算机辅助诊断(CADX)方法来对体内宫颈OCT图像进行分类。方法:除了由卷积神经网络(CNN)提取的高电平语义特征外,建议的CADX方法利用了通过对比纹理学习来利用未标记的宫颈OCT图像的纹理特征。我们在中国733名患者的多中心临床研究中对OCT图像数据集进行了十倍的交叉验证。结果:在用于检测高风险疾病的二元分类任务中,包括高级鳞状上皮病变和宫颈癌,我们的方法实现了0.9798加号或减去0.0157的面积曲线值,灵敏度为91.17加或对于OCT图像贴片,减去4.99%,特异性为93.96加仑或减去4.72%;此外,它在测试集上的四位医学专家中表现出两种。此外,我们的方法在使用交叉形阈值投票策略的118名中国患者中达到了91.53%的敏感性和97.37%的特异性。结论:所提出的基于对比 - 学习的CADX方法表现优于端到端的CNN模型,并基于纹理特征提供更好的可解释性,其在“见和治疗”的临床协议中具有很大的潜力。
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人们普遍认为,污渍差异引起的颜色变化是组织病理学图像分析的关键问题。现有方法采用颜色匹配,染色分离,污渍转移或它们的组合以减轻污渍变化问题。在本文中,我们提出了一种用于组织病理学图像分析的新型染色自适应自我监督学习(SASSL)方法。我们的SASSL将一个域 - 交流训练模块集成到SSL框架中,以学习独特的特征,这些功能对各种转换和污渍变化都具有鲁棒性。所提出的SASSL被视为域不变特征提取的一般方法,可以通过对特定下游任务的特征进行细微调整特征来灵活地与任意下游组织病理学图像分析模块(例如核/组织分割)结合。我们进行了有关公开可用的病理图像分析数据集的实验,包括熊猫,乳腺癌和camelyon16数据集,以实现最先进的性能。实验结果表明,所提出的方法可以鲁棒地提高模型的特征提取能力,并在下游任务中实现稳定的性能改善。
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人工智能(AI)技术具有重要潜力,可以实现有效,鲁棒和自动的图像表型,包括识别细微图案。基于AI的检测搜索图像空间基于模式和特征来找到兴趣区域。存在一种良性的肿瘤组织学,可以通过使用图像特征的基于AI的分类方法来识别。图像从图像中提取可用于的可覆盖方式,可以通过显式(手工/工程化)和深度辐射谱系框架来探索途径。辐射瘤分析有可能用作非侵入性技术,以准确表征肿瘤,以改善诊断和治疗监测。这项工作介绍基于AI的技术,专注于肿瘤宠物和PET / CT成像,用于不同的检测,分类和预测/预测任务。我们还讨论了所需的努力,使AI技术转换为常规临床工作流程,以及潜在的改进和互补技术,例如在电子健康记录和神经象征性AI技术上使用自然语言处理。
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Mitosis nuclei count is one of the important indicators for the pathological diagnosis of breast cancer. The manual annotation needs experienced pathologists, which is very time-consuming and inefficient. With the development of deep learning methods, some models with good performance have emerged, but the generalization ability should be further strengthened. In this paper, we propose a two-stage mitosis segmentation and classification method, named SCMitosis. Firstly, the segmentation performance with a high recall rate is achieved by the proposed depthwise separable convolution residual block and channel-spatial attention gate. Then, a classification network is cascaded to further improve the detection performance of mitosis nuclei. The proposed model is verified on the ICPR 2012 dataset, and the highest F-score value of 0.8687 is obtained compared with the current state-of-the-art algorithms. In addition, the model also achieves good performance on GZMH dataset, which is prepared by our group and will be firstly released with the publication of this paper. The code will be available at: https://github.com/antifen/mitosis-nuclei-segmentation.
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机器学习在医学图像分析中发挥着越来越重要的作用,产卵在神经影像症的临床应用中的新进展。之前有一些关于机器学习和癫痫的综述,它们主要专注于电生理信号,如脑电图(EEG)和立体脑电图(SEENG),同时忽略癫痫研究中神经影像的潜力。 NeuroImaging在确认癫痫区域的范围内具有重要的优点,这对于手术后的前诊所评估和评估至关重要。然而,脑电图难以定位大脑中的准确癫痫病变区。在这篇综述中,我们强调了癫痫诊断和预后在癫痫诊断和预后的背景下神经影像学和机器学习的相互作用。我们首先概述癫痫诊所,MRI,DWI,FMRI和PET中使用的癫痫和典型的神经影像姿态。然后,我们在将机器学习方法应用于神经影像数据的方法:i)将手动特征工程和分类器的传统机器学习方法阐述了两种方法,即卷积神经网络和自动化器等深度学习方法。随后,详细地研究了对癫痫,定位和横向化任务等分割,本地化和横向化任务的应用,以及与诊断和预后直接相关的任务。最后,我们讨论了目前的成就,挑战和潜在的未来方向,希望为癫痫的计算机辅助诊断和预后铺平道路。
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在全球范围内,有实质性的未满足需要有效地诊断各种疾病。不同疾病机制的复杂性和患者人群的潜在症状具有巨大挑战,以发展早期诊断工具和有效治疗。机器学习(ML),人工智能(AI)区域,使研究人员,医师和患者能够解决这些问题的一些问题。基于相关研究,本综述解释了如何使用机器学习(ML)和深度学习(DL)来帮助早期识别许多疾病。首先,使用来自Scopus和Science(WOS)数据库的数据来给予所述出版物的生物计量研究。对1216个出版物的生物计量研究进行了确定,以确定最多产的作者,国家,组织和最引用的文章。此次审查总结了基于机器学习的疾病诊断(MLBDD)的最新趋势和方法,考虑到以下因素:算法,疾病类型,数据类型,应用和评估指标。最后,该文件突出了关键结果,并向未来的未来趋势和机遇提供了解。
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Pneumonia, a respiratory infection brought on by bacteria or viruses, affects a large number of people, especially in developing and impoverished countries where high levels of pollution, unclean living conditions, and overcrowding are frequently observed, along with insufficient medical infrastructure. Pleural effusion, a condition in which fluids fill the lung and complicate breathing, is brought on by pneumonia. Early detection of pneumonia is essential for ensuring curative care and boosting survival rates. The approach most usually used to diagnose pneumonia is chest X-ray imaging. The purpose of this work is to develop a method for the automatic diagnosis of bacterial and viral pneumonia in digital x-ray pictures. This article first presents the authors' technique, and then gives a comprehensive report on recent developments in the field of reliable diagnosis of pneumonia. In this study, here tuned a state-of-the-art deep convolutional neural network to classify plant diseases based on images and tested its performance. Deep learning architecture is compared empirically. VGG19, ResNet with 152v2, Resnext101, Seresnet152, Mobilenettv2, and DenseNet with 201 layers are among the architectures tested. Experiment data consists of two groups, sick and healthy X-ray pictures. To take appropriate action against plant diseases as soon as possible, rapid disease identification models are preferred. DenseNet201 has shown no overfitting or performance degradation in our experiments, and its accuracy tends to increase as the number of epochs increases. Further, DenseNet201 achieves state-of-the-art performance with a significantly a smaller number of parameters and within a reasonable computing time. This architecture outperforms the competition in terms of testing accuracy, scoring 95%. Each architecture was trained using Keras, using Theano as the backend.
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It is essential to classify brain tumors from magnetic resonance imaging (MRI) accurately for better and timely treatment of the patients. In this paper, we propose a hybrid model, using VGG along with Nonlinear-SVM (Soft and Hard) to classify the brain tumors: glioma and pituitary and tumorous and non-tumorous. The VGG-SVM model is trained for two different datasets of two classes; thus, we perform binary classification. The VGG models are trained via the PyTorch python library to obtain the highest testing accuracy of tumor classification. The method is threefold, in the first step, we normalize and resize the images, and the second step consists of feature extraction through variants of the VGG model. The third step classified brain tumors using non-linear SVM (soft and hard). We have obtained 98.18% accuracy for the first dataset and 99.78% for the second dataset using VGG19. The classification accuracies for non-linear SVM are 95.50% and 97.98% with linear and rbf kernel and 97.95% for soft SVM with RBF kernel with D1, and 96.75% and 98.60% with linear and RBF kernel and 98.38% for soft SVM with RBF kernel with D2. Results indicate that the hybrid VGG-SVM model, especially VGG 19 with SVM, is able to outperform existing techniques and achieve high accuracy.
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环境微生物(EMS)在我们周围普遍存在,对人类社会的生存和发展产生了重要影响。然而,对环境微生物(EM)数据的高标准和严格要求导致现有相关数据库的不足,更不用说具有GT图像的数据库。这个问题严重影响了相关实验的进展。因此,本研究开发了环境微生物数据集第六版(EMDS-6),其中包含21种EMS。每种类型的EM包含40个原件和40 GT图像,总共1680个EM图像。在这项研究中,为了测试EMDS-6的有效性。我们选择图像处理方法的经典算法,例如图像去噪,图像分割和目标检测。实验结果表明,EMDS-6可用于评估图像去噪,图像分割,图像特征提取,图像分类和对象检测方法的性能。
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乳腺癌是全球女性中最常见的癌症。乳腺癌的早期诊断可以显着提高治疗效率。由于其可靠性,准确性和负担能力,计算机辅助诊断(CAD)系统被广泛采用。乳腺癌诊断有不同的成像技术。本文使用的最准确的是组织病理学。深度传输学习被用作提议的CAD系统功能提取器的主要思想。尽管在这项研究中已经测试了16个不同的预训练网络,但我们的主要重点是分类阶段。在所有测试的CNN中,具有剩余网络既有剩余网络既有剩余和启动网络的启发能力,均显示出最佳的特征提取能力。在分类阶段,Catboost,XGBOOST和LIGHTGBM的合奏提供了最佳的平均精度。 Breakhis数据集用于评估所提出的方法。 Breakhis在四个放大因素中包含7909个组织病理学图像(2,480个良性和5,429个恶性)。提出的方法的准确性(IRV2-CXL)使用70%的Breakhis数据集作为40倍,100X,200X和400X放大倍率的训练数据分别为96.82%,95.84%,97.01%和96.15%。大多数关于自动乳腺癌检测的研究都集中在特征提取上,这使我们参加了分类阶段。 IRV2-CXL由于使用软投票集合方法而显示出更好或可比较的结果,该合奏方法可以将Catboost,XGBoost和LightGBM的优势结合在一起。
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