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基于自适应序列罚权深度神经网络的膝骨关节炎等级评分

Grading scoring of knee osteoarthritis based on adaptive ordinal penalty weighted deep neural networks

文献详情

资源类型:

收录情况: ◇ 统计源期刊 ◇ 北大核心 ◇ CSCD-C ◇ EI ◇ 卓越:梯队期刊

机构: [1]厦门大学航空航天学院自动化系 [2]厦门大学健康医疗大数据国家研究院 [3]厦门市大数据智能分析与决策重点实验室 [4]武汉大学附属同仁医院 [5]华中科技大学同济医学院附属协和医院骨科 [6]鹤峰县中心医院
出处:
ISSN:

关键词: 膝骨关节炎 KL评级 自适应罚权 卷积神经网络

摘要:
膝骨关节炎(OA)是老年人活动受限和身体残疾的主要原因之一,对膝骨关节炎的早期发现和干预可以帮助病人减缓OA的恶化。目前膝骨关节炎的早期发现通过X光片进行诊断,参照Kellgren-Lawrence(KL)标准进行评分,但医师的评分相对主观,不同医生存在差异。膝骨关节炎的等级分类是个有序分类问题,序列罚权损失函数将距离真实类别越远的等级赋予了更高的罚权,因此它更适合于膝骨关节炎的等级分类。然而,已有工作中的罚权一旦给定,就不再变化,导致其训练模型常常达不到期望的结果。本文针对序列罚权损失的不足,提出一种自适应序列罚权调整策略,通过对每一个阶段(epoch)得到的混淆矩阵,反向指导惩罚权重进行微调,使得罚权矩阵能够自适应调整。进一步地,本文利用来自骨关节炎倡议组织(OAI)的X射线图像数据,在ResNet, VGG,DenseNet以及Inception等几种经典的CNN模型上验证该方法的性能。实验结果表明在膝骨关节炎KL分级任务上,本文提出的自适应序列罚权调整策略在初始罚权分差较小时,能够有效地提升模型分类精度(AC)与平均绝对误差(MAE)。

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第一作者:
第一作者机构: [1]厦门大学航空航天学院自动化系 [2]厦门大学健康医疗大数据国家研究院 [3]厦门市大数据智能分析与决策重点实验室
通讯作者:
通讯机构: [1]厦门大学航空航天学院自动化系 [2]厦门大学健康医疗大数据国家研究院 [3]厦门市大数据智能分析与决策重点实验室
推荐引用方式(GB/T 7714):

资源点击量:23624 今日访问量:0 总访问量:1285 更新日期:2025-04-01 建议使用谷歌、火狐浏览器 常见问题

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