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基于Mask R-CNN/PointRend的舌象形质智能诊断与可视化方法研究

批准号:
82104738
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
江涛
依托单位:
学科分类:
中医诊断学
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
江涛

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
基于图像的智能化诊断是舌诊技术现代化发展的主要方向。舌象形质特征量化是舌象分析难点,以往图像处理方法对舌体形质老嫩、齿痕等,舌苔形质润燥、腐腻等定性、定量分析效果不佳。深度学习被广泛应用于医学图像识别,Faster R-CNN等卷积神经网络在医学图像诊断应用中具有良好效果。本研究基于团队已有大样本舌象标准图像库,针对舌体形质(胖瘦、老嫩、齿痕、裂纹、点刺、瘀点、瘀斑),舌苔形质(厚薄、润燥、腐腻、剥落),运用神经网络Mask R-CNN与PointRend探索复杂多样性前提下的图像分类核心特征,研究建立舌象形质定性分类与定量分析相结合的智能化诊断新方法,运用模糊集成梯度方法(Blur IG)实现智能诊断的可视化,并运用上述方法以肺癌、糖尿病病证为对象,分析舌象诊断特征关联规则,实现舌象形质智能诊断及可视化。研究提出的智能诊断新方法将提升舌诊图像诊断准确性,对中医互联网医疗发展具有重要意义。
英文摘要
Image-based intelligent diagnosis is the main direction of modern development of tongue diagnosis technology. The quantification of tongue image features is a difficult point in tongue image analysis. The previous image processing methods are not effective in qualitative and quantitative analysis of tongue texture and shape, such as tooth marks, moist, dry, and greasy, etc. Deep learning has been widely used in medical image recognition and classification research, and convolutional neural networks such as Faster R-CNN have good performance in medical image diagnosis applications. This study is based on the team’s existing large-sample standard image library of tongue images, focusing on the shape and texture of the tongue body (swelling- thin, old-tender, tooth marks, cracks, pricks, petechiae, ecchymosis), the shape and texture of tongue coating (thick-thin, moist-dry, sticky-granular, rot, greasy, peeled), using Mask R-CNN and PointRend network models to explore the core features of image classification under the premise of complex diversity, research and establish a new intelligent diagnosis method combining qualitative classification and quantitative analysis of tongue image quality, using Blur Integrated Gradients method realizes the visualization of intelligent diagnosis, and uses the above methods to analyze the association rules of tongue diagnosis characteristics with lung cancer and diabetes syndromes, and realizes the intelligent diagnosis and visualization of tongue shape and texture. The new intelligent diagnosis method proposed by the research will improve the accuracy of tongue diagnosis, which is of great significance to the development of TCM Internet medical treatment.
基于图像的智能化诊断是舌诊技术现代化发展的主要方向,舌象形质特征的精确表征与量化分析是舌诊研究的关键难点,也是推动舌诊临床应用的瓶颈所在。深度学习在医学图像识别中的广泛应用为医学图像诊断提供了良好的解决方案。本项目主要研究两大方向:舌象形质特征的精确表征与量化分析,以及基于多模态舌诊临床信息的病证诊断方法。.研究基于团队构建的上万例舌象标准图像库,针对舌象形质(包括舌质形态如老嫩、胖瘦、齿痕、裂纹、点刺、瘀点、瘀斑等,以及舌苔的苔质特征如厚薄、润燥、腐腻、剥落等)进行细粒度标定,构建了舌诊图像数据集,运用Mask R-CNN、PointRend、Tongue-GAN生成对抗网络和Brecosam对比学习等深度学习方法,实现舌象形质的精确分割与目标检测。实验结果表明,分割性能mIoU超过95%,目标检测准确率超过90%。在舌象形质精确测量方面,采用结构光三维成像技术,通过相位测量与傅里叶变换技术,建立了多维舌象形质特征表示方法,并研发了新型3D TFDA-1型舌诊仪,初步实现了舌象形质三维数据的精准采集。.采用XGboost等经典机器学习方法、Vision Transformer等神经网络模型分析糖尿病、脂肪肝等病证的舌象颜色、纹理、形态特征与证候、临床指标等关联规则,运用Grad CAM梯度加权类激活映射等可视化方法,探索揭示舌象形质特征分类的可解释性。创新性地将舌象图像与舌苔-肠道菌群等多组学数据结合,发现舌苔菌群间存在共丰度网络,具有昼夜节律性变化,且与智能化舌诊图像参数存在相关。基于舌象图像和现代医学指标,本研究建立了糖尿病、脂肪肝病证诊断风险模型及评估方法。.项目提出的智能诊断方法将提升舌诊图像的诊断准确性,融合舌诊等四诊数据,将推动中西医智能诊疗技术体系的构建,为中西医结合的病证诊断与疗效评价提供支持,对中医互联网医疗发展具有重要意义。
基于舌象图像与微生物组联合的糖尿病肾病风险预警模型研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    5.0万元
  • 批准年份:
    2024
  • 负责人:
    江涛
  • 依托单位:
国内基金
海外基金